Применение керамики из карбида кремния

---

Основным компонентом керамического материала из карбида кремния является SiC. Обладает превосходными механическими свойствами, отличной стойкостью к окислению, чрезвычайно высокой износостойкостью и низким коэффициентом трения. Самым большим преимуществом керамики из карбида кремния является то, что она может сохранять высокую прочность и твердость при высокой температуре 1400 градусов Цельсия. Кроме того, теплопроводность керамики из карбида кремния без давления также очень высока, уступая только керамике из оксида бериллия и нитрида алюминия, поэтому она подходит для различных суровых условий.

Поскольку керамика из карбида кремния обладает многими превосходными свойствами, в последние годы они широко используются в аэрокосмической, машиностроительной, электронной и других областях, и перспективы рынка широки.Давайте кратко представим их ниже.

Спекание керамики из карбида кремния

Керамика из карбида кремния изготавливается методом спекания. В соответствии с процессом спекания керамику из карбида кремния можно разделить на рекристаллизованную керамику из карбида кремния, реакционную керамику из карбида кремния, спеченную без давления керамику из карбида кремния, спеченную керамику из карбида кремния горячего прессования, высокотемпературную горячую изостатическую прессовку из карбида кремния, спеченную керамику и химический пар. фаза Карбид кремния осаждается. Свойства карбида кремния, полученного разными способами, весьма различны.

Среди этих методов спекания спекание карбида кремния без давления является наиболее широко используемой и наиболее перспективной технологией спекания карбида кремния. Этот метод спекания позволяет не только получать плотные, качественные керамические детали, но и подходит для деталей различной сложной формы. Вот как их использовать:

1.Абразив

Благодаря своим сверхтвердым свойствам из него можно изготавливать различные шлифовальные круги, абразивные ткани, наждачную бумагу и различные абразивы, которые широко используются в обрабатывающей промышленности. Промышленный карбид кремния в основном используется в качестве абразива, а абразивные инструменты из черного карбида кремния в основном используются для резки и шлифования материалов с низкой прочностью на растяжение, таких как стекло, керамика, камни и огнеупоры, а также детали из чугуна и цветных металлов. металлические материалы шлифовка. Шлифовальные инструменты из зеленого карбида кремния в основном используются для шлифования твердых сплавов, сплавов титана и оптического стекла, а также для хонингования гильз цилиндров и тонкого шлифования инструмента из быстрорежущей стали. Кубический карбид кремния специально используется для сверхтонкого шлифования миниатюрных подшипников Масляный камень, изготовленный из порошка кубического карбида кремния, используется для сверхтонкого шлифования подшипников, а его гладкость может быть отшлифована непосредственно от V9 до V12 или выше.

(Шлифовальный порошок карбида кремния)

2.Огнеупорный

Карбид кремния используется в больших количествах как огнеупорный материал, чем как абразив. Огнеупорный черный карбид кремния обычно делится на три сорта: ① высококачественный огнеупорный черный карбид кремния. Химический состав этого сорта точно такой же, как и у черного карбида кремния для абразивов.Он в основном используется для производства передовых продуктов из карбида кремния, таких как компоненты газовых турбин, сопла, детали из карбида кремния, связанные нитридом кремния, высокотемпературные доменные печи. материалы футеровки зоны и компоненты высокотемпературной печи, опора высокотемпературной печи, огнеупорный тигель и т. д. ② Вторичный огнеупорный черный карбид кремния содержит более 90% карбида кремния. Он в основном используется для производства компонентов печей, устойчивых к средним и высоким температурам, таких как материалы для футеровки муфельных печей. В дополнение к использованию термостойкости и теплопроводности карбида кремния, эти компоненты также во многих случаях используют его химическую стабильность. ③ Черный карбид кремния, низкокачественный огнеупорный материал, содержание карбида кремния в котором должно составлять более 83%, в основном используется для футеровки выпускных канавок, ковша, выплавки цинка и производства губчатого чугуна.

(Карбидокремниевые огнеупорные кирпичи)

3.Раскислитель

В сталеплавильном производстве для раскисления обычно используют ферросилиций, а в качестве раскислителя вместо ферросилиция применяют карбид кремния, качество получаемой стали лучше и экономичнее. Поскольку для раскисления используется карбид кремния, шлака меньше и быстрее, что эффективно снижает содержание некоторых полезных элементов в шлаке, а время выплавки стали короткое, а состав лучше контролируется.

Раскислитель черный карбид кремния широко используется в сталелитейной промышленности таких стран, как США и Япония. Материалы, подходящие для раскислителей, производимых карбидом кремния для абразивов или огнеупорных материалов в печи, могут быть проданы и использованы в производстве без возврата в печь.Комплексный коэффициент использования продуктов высок, а экономический эффект от производства карбида кремния превосходен. .

4.Износостойкие и жаропрочные детали

Благодаря высокой твердости, износостойкости, стойкости к кислотной и щелочной коррозии керамики из карбида кремния, она используется в машиностроении и химической промышленности для изготовления нового поколения материалов для механических уплотнений, подшипников скольжения, коррозионностойких труб, пластин клапанов и вентиляторов. лезвия. В частности, как материал для механического уплотнения, он был признан во всем мире основным материалом четвертого поколения, начиная с металла, глинозема и цементированного карбида.Его устойчивость к кислотам и щелочам чрезвычайно превосходна по сравнению с другими материалами.

Используя высокую теплопроводность керамики из карбида кремния, она используется в высокотемпературных теплообменниках в печах металлургической промышленности и т. Д., А рабочая температура может достигать 1300 ° C; измельчение риса с песком из карбида кремния может улучшить качество риса по сравнению с с другими шлифовальными валиками, и качество риса может быть улучшено.Коэффициент риса увеличивается на 1% до 2%, а стоимость снижается на 30% до 40%.

Нанесение микропорошка карбида кремния на крыльчатку турбины методом гальванического покрытия может значительно улучшить износостойкость крыльчатки и продлить срок ее обслуживания. Вдавливание кубического порошка карбида кремния и мелкодисперсного порошка W28 в стенку цилиндра двигателя внутреннего сгорания с механическим давлением позволяет продлить срок службы блока цилиндров более чем в 1 раз.

(Крыльчатка из карбида кремния, сопло из карбида кремния)

При использовании смеси карбида кремния и буры для проведения борирующей термической обработки поверхности стального харвестерного ножа 45° твердость борированного слоя может достигать микротвердости по Кьельдалю 1800-2000 кг/мм², что продлевает срок его службы в несколько раз.

Натяжной ролик из карбида кремния уже успешно применяется в прокатных станах, обладает лучшей термостойкостью и износостойкостью, чем металлические натяжные ролики, позволяет улучшить качество проката.

Песковые насосы и гидроциклоны из карбидокремниевых материалов обладают хорошей износостойкостью, изнашиваемые детали, такие как гильзы цилиндров из карбидокремниевых материалов, могут найти широкое применение в нефтяной и химической промышленности Материалы термомеханического назначения. Благодаря своим хорошим высокотемпературным свойствам, таким как стойкость к окислению при высоких температурах, высокая прочность при высоких температурах, низкая ползучесть, хорошая теплопроводность и низкая плотность, карбид кремния является лучшим выбором для термостойких деталей термомеханики, таких как: камера сгорания высокотемпературных газовых турбин, стационарных лопаток турбины, высокотемпературных сопел и т. д. Поршни и гильзы цилиндров из карбида кремния используются в дизельных двигателях без смазочного масла и охлаждения, что позволяет снизить трение на 30-50% и значительно снизить шум.

5.Военные аспекты

В ракетной технике нашли применение камеры сгорания и сопла из карбидокремниевой керамики и других материалов. Карбид кремния имеет среднюю плотность, высокую твердость и модуль упругости, низкую цену, может использоваться в бронетехнике и днище самолетов, а также в пуленепробиваемой и противоколевой одежде.

Материал карбида кремния также обладает самосмазывающимися свойствами и малым коэффициентом трения, который составляет примерно половину от коэффициента трения цементированного карбида. Его характеристики хорошей термостойкости и высокого модуля упругости используются в некоторых специальных местах.Например, он используется для изготовления мощных лазерных зеркал.Его характеристики лучше, чем у меди.Из-за его низкой плотности, хорошей жесткости и Легкие зеркала из спеченного карбида кремния с малой деформацией, CVD и Reaction широко используются в космической технике.

6.Электрики и электрики

Благодаря высокой теплопроводности и хорошей изоляции керамики из карбида кремния она используется в качестве подложки и упаковочного материала для крупных интегральных схем. Нагревательный элемент из карбида кремния является широко используемым нагревательным элементом.Благодаря простоте и удобству эксплуатации, длительному сроку службы и широкому спектру применения он стал самым прочным и недорогим нагревательным материалом.Рабочая температура может достигать 1600 ℃. Карбид кремния также можно использовать в качестве корпуса клапана разрядника и генератора дальнего инфракрасного излучения.

(зеркало из карбида кремния)

Выбор оборудования для спекания карбида кремния: широко используется спеченный карбид кремния без давления. Для получения качественной карбидокремниевой керамики необходимо использовать качественное оборудование для спекания. Вакуумная печь для спекания RVS, предоставленная SIMUWU, является отличным продуктом для спекания карбида кремния.Она имеет характеристики хорошей однородности температуры и высокой точности контроля температуры. SIMUWU предоставляет профессиональную команду инженеров, которые могут решить различные проблемы, возникающие в процессе производства, и стремятся предоставить клиентам наиболее удобный и эффективный опыт.