Hvað gerir kísilkarbíðdeiglur betri fyrir iðnaðarnotkun við háan hita?

1. Inngangur

Fyrir aðeins sólarhring síðan tilkynnti leiðandi efnisvísindastofa í Þýskalandi byltingarkennda þróun í sintrun hágæða kísilkarbíðíhluta við lægra hitastig – sem gæti hugsanlega lækkað framleiðslukostnað kísilkarbíðdeigla um allt að 18%. Þessar fréttir undirstrika vaxandi eftirspurn iðnaðarins eftir... háþróað keramik sem þolir erfiðar aðstæður án þess að skerða burðarþol. Meðal þeirra er kísilkarbíðdeiglan hornsteinn í málmvinnslu, framleiðslu hálfleiðara og jafnvel hágæða keramikeldhúsáhöldum.

Silicon karbít (SiC) er þekkt fyrir einstaka hörku, varmaleiðni og viðnám gegn hitaáfalli og efnatæringu. Þegar það er mótað í deiglu – ílát sem er hannað til að bræða eða vinna úr efnum við mjög hátt hitastig – býður það upp á afköst sem fá önnur keramikefni geta keppt við. En hvernig ber það sig saman við svipuð afkastamikil efni eins og kísillnítríð eða bórkarbíð? Og hvers vegna eru vörur, allt frá kísillkarbíð keramik matardiskum til kísillkarbíð hitaeiningar verndarröra, allar úr sama grunnefninu?

2. Kísilkarbíð vs. samkeppnis keramik

Þegar verkfræðingar meta háhita keramik taka þeir oft tillit til kísilkarbíðs, kísilnítríðog bórkarbíð sem helstu keppinautarnir. Hvert þeirra hefur sína sérstöku eiginleika sem henta tilteknum notkunum.

Bór karbít Bórkarbíð er algeng samanburður á kísillkarbíði í slípiefnum og brynjum, en í notkun í deiglum er kísillkarbíð ríkjandi vegna betri varmaleiðni (allt að 120 W/m·K) og betri oxunarþols yfir 1,000°C. Bórkarbíð, þótt það sé harðara, oxast auðveldlegar og er mun dýrara, sem takmarkar notkun þess í stórum bræðsluferlum.

Silicon Nítríð, hins vegar, skarar fram úr hvað varðar vélrænan styrk og brotþol, sem gerir það tilvalið fyrir íhluti eins og sérsniðna kísilnítríð hitaskildi eða kísilnítríðhringi í túrbínuvélum. Hins vegar er varmaleiðni þess mun lægri (~30 W/m·K), sem getur leitt til ójafnrar upphitunar í deigluforritum. Þess vegna finnur þú verksmiðjur fyrir kísilnítríð deiglur sem framleiða sérhæfða rannsóknarstofubúnað, en ekki iðnaðarbræðsla í lausu.

3. Tegundir og framleiðsla kísilkarbíðdeigla

Ekki eru allar kísilkarbíðdeiglur eins. Tvær helstu gerðir eru viðbragðsbundið kísilkarbíð (RBSiC) og sinterað kísilkarbíð (SSiC). RBSiC deiglur, sem oft eru nefndar í samhengi eins og rbsic kísilkarbíðflísarblokkir, eru gerðar með því að síast bræddu kísli inn í porous kolefnisforform. Þetta gefur þétta, sterka uppbyggingu með framúrskarandi hitaáfallsþol - tilvalið fyrir steypustöðvar sem bræða ál, kopar eða eðalmálma.

Sinteraðar útgáfur nota hágæða kísilkarbíðduft, stundum með aukefnum eins og bór eða kolefni, og eru brenndar við hitastig sem fer yfir 2,000°C. Þessar útgáfur bjóða upp á meiri hreinleika og betri tæringarþol, sem er mikilvægt í vexti hálfleiðarakristalla eða vinnslu sjaldgæfra jarðmálma. Nýlegar framfarir á markaði fyrir hágæða kísilnítríðduft hafa hvatt til samhliða nýjunga í hreinsun SiC dufts, sem bætir enn frekar afköst deiglna.

4. Handan við deigluna: Fjölhæfni kísilkarbíðkeramiksins

Sömu eiginleikar og gera kísilkarbíð tilvalið fyrir deiglur gera einnig kleift að nota það í ótrúlega fjölbreyttum vörum. Í iðnaði finnur þú kísilkarbíð keramikpípur til meðhöndlunar á ætandi vökvum, kísilkarbíð brennarastúta í háafkastamiklum ofnum og kísilkarbíð múrsteinsfóðringar í ofnum.

Jafnvel í neysluvörum skín endingartími og hitaþol kísillkarbíðs. Vörur eins og bökunarform úr kísillkarbíði úr keramik, eldfast mót úr kísillkarbíði með loki og matardiskar úr kísillkarbíði úr keramik eru að verða vinsælli meðal matreiðslumanna og heimiliskokka. Vörumerki eins og Staub hafa kannað línur af bökunarformum úr kísillkarbíði frá Staub sem sameina fagurfræðilegt aðdráttarafl og virkni sem hægt er að elda í ofn á borð.

Önnur sérhæfð notkunarsvið eru meðal annars skálar úr kísilkarbíði úr keramik, ramekín úr kísilkarbíði úr keramik og jafnvel diskar úr kísilkarbíði til málningar — þar sem slétt og óholótt yfirborð efnisins býður upp á kjörinn striga. Árstíðabundnar vörur eins og jóladiskar úr kísilkarbíði úr keramik eða barnadiskar úr kísilkarbíði úr keramik undirstrika aðlögunarhæfni þess umfram iðnaðarnotkun.

5. Sérhæfðir íhlutir: Diskar, rör og fleira

Notkunarmöguleikar kísillkarbíðs ná einnig til nákvæmnihluta. Kísillkarbíðdiskar eru mikið notaðir sem slípiefni, sérstaklega í formi demantsslípiskífa úr kísillkarbíði fyrir leirmuni. Í pípulögnum bjóða diskaskífur úr kísillkarbíði og fjórðungssnúningsskífur úr kísillkarbíði upp á slitþol sem hefðbundið keramik býður upp á.

Fyrir háhitamælingar veita hitaeiningarrör úr kísilkarbíði og keramikrör úr kísilkarbíði fyrir ofna áreiðanlega einangrun og endingu. Blendingar eins og sirkonrör úr kísilkarbíði eða mullítrör úr kísilkarbíði sameina hitaeiginleika SiC við önnur oxíð fyrir sérsniðna frammistöðu í tilteknum andrúmsloftum.

6. Niðurstaða

Kísilkarbíðdeiglan er enn óviðjafnanleg fyrir iðnaðarferli sem þola mikla tæringu við háan hita, þökk sé einstakri blöndu af varmaleiðni, styrk og efnaóvirkni. Þó að valkostir eins og kísilnítríð og bórkarbíð þjóni mikilvægum sessum, þá staðfestir fjölhæfni kísilkarbíðs - allt frá rbsic kísilkarbíðflísarblokkum í ofnum til kísilkarbíðs keramik pastaskála í eldhúsum - hlutverk þess sem grunnefnis bæði í þungaiðnaði og daglegu lífi. Þegar framleiðslutækni þróast og kostnaður lækkar má búast við enn víðtækari notkun í geirum sem krefjast áreiðanleika við erfiðar aðstæður.

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 What. 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.