Kísilkarbíðdeiglur skila betri árangri en aðrir valkostir í iðnaðarforritum við háan hita

1. Inngangur

Í stórri þróun sem greint var frá fyrir aðeins 48 klukkustundum tilkynnti leiðandi bandarísk steypustöð að hún hefði alfarið skipt yfir í ... kísilkarbíð deiglur fyrir bræðslu álblöndu, sem bendir til 22% aukningar á orkunýtni og 35% lengri líftíma deiglna samanborið við hefðbundna leir-grafít valkosti. Þessi breyting undirstrikar vaxandi iðnaðarþróun í átt að afkastamiklum keramikefnum í öfgafullum aðstæðum.

Þó að „kísillkarbíð“ birtist í öllu frá eldhúsáhöldum til pípulagna á netinu, þá er hlutverk þess í háhita iðnaðaríhlutum - sérstaklega kísillkarbíðdeiglum - þar sem raunverulegt verkfræðilegt gildi þess skín. Þessi grein sker í gegnum hávaðann til að greina hvað gerir ... kísilkarbíð deiglur einstök, hvernig þau bera sig saman við valkosti eins og kísillnítríð og bórkarbíð, og hvers vegna ekki allar „kísillkarbíð“ vörur eru eins.

2. Hvað gerir kísilkarbíðdeiglu sérstaka?

Sílikon karbít Deigla er háhitageymsluílát sem er hannað til að bræða og geyma málma, gler eða önnur efni við hitastig yfir 1,600°C. Ólíkt venjulegu keramik nýtir það einstaka varmaleiðni, efnafræðilega óvirkni og vélrænan styrk kísillkarbíðs (SiC).

Helstu kostir eru:

• Hraður varmaflutningur, dregur úr orkunotkun
• Þol gegn hitaáfalli við hraðhitun eða kælingu
• Lágmarksviðbrögð við bráðnum málmum eins og áli, kopar og sinki
• Langur endingartími jafnvel við stöðuga notkun við háan hita

Þessir eiginleikar stafa af sílikon Samgild tengibygging karbíðs, sem gefur því hörku sem er næst á eftir demanti meðal algengustu iðnaðarefna.

3. Kísilkarbíð vs. bórkarbíð vs. kísilnítríð

Þegar verkfræðingar velja eldföst efni vega þeir oft kísill karbít gegn bórkarbíði og kísillnítríði. Hvort um sig hefur sína kosti.

Bórkarbíð samanborið við kísillkarbíð: Bórkarbíð (B4C) er harðara og léttara, sem gerir það tilvalið fyrir brynjur og slípiefni. Hins vegar er það mun dýrara og minna varmaleiðandi en SiC. Fyrir deiglur sem krefjast varmadreifingar og hagkvæmni er kísillkarbíð betri kostur.

Kísillnítríð, hins vegar, býður upp á framúrskarandi brotþol og oxunarþol yfir 1,400°C. Sum háþróuð notkun - eins og íhlutir í geimferðaiðnaði eða sérhæfð rannsóknarstofubúnaður - notar kísillnítríðdeiglur. En verksmiðjur sem framleiða kísillnítríðdeiglur eru sjaldgæfar og framleiðslukostnaðurinn er hár. Þar að auki getur lægri varmaleiðni kísillnítríðs leitt til ójafnrar upphitunar við bræðslu málma.

Fyrir flestar iðnaðarsteypustöðvar gerir jafnvægið á milli afkasta, endingar og kostnaðar kísillkarbíð að sjálfgefnum kostum.

4. Framleiðsluaðferðir og efnisflokkar

Ekki eru allar kísilkarbíðdeiglur eins. Tvær helstu framleiðsluleiðir eru ríkjandi:

• Reaction-bonded silicon carbide (RBSiC): Felur í sér að brætt kísill síast inn í porous kolefnisforform. RBSiC kísillkarbíð flísarblokkin eða deiglan sem myndast býður upp á nánast fullkomna lögun og framúrskarandi hitaáfallsþol.
• Sinterað kísillkarbíð: Notar hágæða kísillkarbíðduft með sintrunarhjálparefnum, brennt við >2,000°C. Þetta gefur meiri eðlisþyngd og hreinleika en á hærri kostnaði.

Háhreinleikaútgáfur eru nauðsynlegar fyrir vinnslu á hálfleiðurum eða sólarorku sílikoni, þar sem mengun verður að lágmarka. Á sama tíma nægja staðlaðar deiglur fyrir steypu úr málmlausum málmum.

5. Handan við deiglur: Vistkerfi kísillkarbíðafurða

Hugtakið „kísillkarbíð“ er oft misnotað á neytendamarkaði. Til dæmis eru „kísillkarbíð keramik bökunarform“, „kísillkarbíð keramik kvöldverðardiskar“ eða „kísillkarbíð keramik smjörform“ yfirleitt rangnefni í markaðssetningu. Sannkallað kísillkarbíð er svart, afar hart og ekki matvælavænt í hráu formi. Flest eldhúsáhöld sem merkt eru sem slík eru í raun steinleir eða postulín með SiC-innblásinni gljáa eða vörumerkjamerkingu - eins og „kísillkarbíð bökunarform Staub“, sem vísar til emaljeraðs steypujárns frá Staub, ekki raunverulegs SiC.

Aftur á móti eru iðnaðaríhlutir eins og stútar úr kísilkarbíði fyrir brennara, kísilkarbíðmúrsteinar, kísilkarbíðsúlur og kísilkarbíðs hitaeiningarrör ósviknar SiC vörur sem eru hannaðar fyrir öfgar.

Á sama hátt eru kísilkarbíðrör - hvort sem þau eru merkt sem kísilkarbíð keramikrör fyrir ofna, kísilkarbíð porous keramikrör eða kísilkarbíð mullítrör - mikilvæg í meðhöndlun gass við háan hita, síun og stuðningsmannvirki.

Jafnvel kísilkarbíðdiskar sem notaðir eru við slípun eða sem keramikdisktappa treysta á núningþol SiC, þó að þeir gegni allt öðrum hlutverkum en deiglur.

6. Af hverju ruglingur er viðvarandi – og af hverju hann skiptir máli

Útbreiðsla orðsins „kísillkarbíð“ í vöruheitum – allt frá „kísillkarbíð keramik barnadiskum“ til „kísillkarbíð bláhvítum postulínsdiskum“ – veldur ruglingi hjá neytendum. Þessar vörur innihalda sjaldan raunverulegt kísillkarbíð; í staðinn fá þær nafnið lánað vegna tengsla þess við endingu eða nútímann.

Fyrir iðnaðarkaupendur skiptir þetta máli því efnissamsetning hefur bein áhrif á afköst. Stálverksmiðja sem kaupir „kísilkarbíðdeiglu“ býst við hitastöðugleika og efnaþoli – ekki skreytingarbúnaði.

Virtir birgjar gera greinilegan greinarmun á hagnýtum SiC íhlutum (eins og rbsic flísablokkum eða deiglum) og fagurfræðilegum vörum. Staðfestið alltaf efnisupplýsingar, sérstaklega þegar keypt er á netmörkuðum.

7. Niðurstaða

Kísilkarbíðdeiglur eru enn óviðjafnanlegar fyrir flestar iðnaðarbræðslur við háan hita vegna bestu mögulegu blöndu af varmaleiðni, endingu og hagkvæmni. Þó að valkostir eins og kísilnítríð bjóði upp á sérstaka kosti og bórkarbíð skín í hörku, þá kemur hvorugt í staðinn fyrir SiC í almennri notkun í steypuiðnaði. Á sama tíma ætti lausleg notkun „kísilkarbíðs“ á neytendamarkaði fyrir eldhúsáhöld og skreytingar ekki að draga úr orðspori efnisins í verkfræði. Þegar ekki er hægt að semja um afköst undir álagi stendur kísilkarbíðdeiglan óumdeild.

Vefsíða okkar, stofnuð 17. október 2012, er hátæknifyrirtæki sem sérhæfir sig í rannsóknum og þróun, framleiðslu, vinnslu, sölu og tæknilegri þjónustu á keramikefnum eins og sílikoni. Vörur okkar eru meðal annars bórkarbíð keramikvörur, bórnítríð keramikvörur, kísillkarbíð keramikvörur, kísillnítríð keramikvörur, sirkondíoxíð keramikvörur o.s.frv. Ef þú hefur áhuga, vinsamlegast hafðu samband við okkur.