Kuidas ränikarbiidi keraamikat rakendatakse ja milline on selle tulevik kulumis- ja kõrge temperatuurikindluse osas?

Ränikarbiidi (SiC) keraamika, mis on tuntud oma suure tugevuse, kõvaduse, kulumiskindluse, korrosioonikindluse ja kõrge temperatuuri stabiilsuse poolest, on alates kasutuselevõtust näidanud tohutut potentsiaali ja väärtust paljudes tööstussektorites. Eriti keraamika- ja emailitööstuses on ränikarbiidi kasutamine oluliselt parandanud toote jõudlust ja kvaliteeti, mis omakorda soodustab tehnoloogilisi edusamme kogu sektoris.

Millised on peamised omadusedRänikarbiidist keraamika?

Ränikarbiidist keraamikaon muutunud tänapäevaste kõrgtehnoloogiliste materjalide oluliseks valikuks tänu nende märkimisväärsetele füüsikalistele ja keemilistele omadustele. Peamised omadused hõlmavad järgmist:

Kõrge kõvadus ja kulumiskindlus: teemandi kõvaduse tasemega lähenedes on ränikarbiidil suurepärane kulumiskindlus mehaanilise hõõrdumise korral.

Stabiilsus kõrgel temperatuuril: ränikarbiid suudab säilitada stabiilsust kuni 1600 °C keskkondades, muutes selle ideaalseks kasutamiseks kõrgel temperatuuril.

Keemiline stabiilsus: SiC näitab märkimisväärset vastupidavust erinevatele keemilistele vahenditele, tagades töökindluse karmides keskkondades.

Suurepärane soojusjuhtivus: see omadus teebSiC keraamikalaialdaselt kasutatav soojuse hajumise ja soojusjuhtimise valdkonnas.

Olulise struktuurse keraamilise materjalina leiab ränikarbiid oma silmapaistva kõrge temperatuuri mehaanilise tugevuse, kõrge kõvaduse, kõrge elastsusmooduli, suurepärase kulumiskindluse, kõrge soojusjuhtivuse ja korrosioonikindluse tõttu rakendusi väljaspool traditsioonilisi tööstusharusid, nagu kõrge temperatuuriga ahi. komponendid, põlemisdüüsid, soojusvahetid ja tihendusrõngad. See toimib ka kuulikindla soomuse, kosmosereflektorite, pooljuhtvahvlite ettevalmistusseadmete ja tuumakütuse kattematerjalidena. Ränikarbiidi paremad omadused tulenevad selle kristallilisest struktuurist ja Si-C sideme väga kovalentsest olemusest (~88%). Kuid selle tugev kovalentne side ja madal difusioonikoefitsient muudavad paagutamise raskeks isegi kõrgetel temperatuuridel. Seetõttu on ränikarbiidi paagutamismehhanismide, lisandite, meetodite ja tihendusprotsesside ulatuslikud uuringud viinud erinevate paagutamistehnikate väljatöötamiseni, nagu reaktsioonipaagutamine, rõhuvaba paagutamine, rekristallisatsioonipaagutamine, kuumpressimine, kuumisostaatpressimine ja uuemad meetodid. viimase kahe aastakümne jooksul, sealhulgas sädeplasma paagutamine, kiirpaagutamine ja võnkerõhuga paagutamine.

Kuidas onRänikarbiidi keraamikaKas kasutatakse kõrge temperatuuriga väljadel?

Ränikarbiidist keraamikat saab kasutada kõrge temperatuuriga ahjumaterjalina, näiteks ränikarbiidi talad ja jahutustorud. Tänu oma erakordsele tugevusele kõrgel temperatuuril ja soojuslöögikindlusele on need rakettide, lennukite, autode mootorite ja gaasiturbiinide komponentide jaoks olulised materjalid, mis toimivad peamiselt staatilise soojusmasina osadena. Sellistes tööstusharudes nagu tippklassi igapäevakeraamika, sanitaartehnikatooted, kõrgepinge elektrikeraamika ja klaas,SiC keraamikavalitakse tavaliselt rull-, tunnel- ja süstikahjude kõrgtemperatuuriliste ahjude materjalideks. 

Lisaks muudab ränidioksiidi keraamika silmapaistev kõrge temperatuuri tugevus, kõrge temperatuuri roomemiskindlus ja termilise šoki vastupidavus sellest peamiseks materjaliks rakettide, lennukite, autode mootorite ja gaasiturbiinide termiliste masinaosade jaoks. Näiteks General Motorsi välja töötatud autokeraamiline gaasiturbiin AGT100 kasutab SiC keraamikat kõrge temperatuuriga komponentide jaoks, nagu põlemiskambri rõngad, põlemiskambri silindrid, juhtlabad ja turbiini rootorid. KuigiSiC keraamikaneil on nõrk vastupidavus, piirates nende kasutamist mootorites või gaasiturbiinides kasutatavate staatiliste soojusmasinate osadega, need pakuvad laialdasi rakendusi kõrge temperatuuriga soojustööstuses kütteelementide, ahjude vooderdiste ja ahju ustena, parandades seadmete jõudlust kõrgel temperatuuril ja pikaajalist stabiilsust .

Uue energia valdkonnas eeldatakse, et SiC keraamika kui kõrge temperatuuriga materjal mängib süsteemi tõhususe ja töökindluse parandamisel otsustavat rolli. Kõrge temperatuuriga mootorikomponentidesSiC keraamikavõib asendada traditsioonilisi metallmaterjale, suurendades mootori efektiivsust, vähendades heitkoguseid ja saavutades kerge konstruktsiooni. Lennunduses pakuvad SiC keraamilised mootorikomponendid potentsiaali mootori töötemperatuuri parandamiseks, kaalu vähendamiseks, kasutusea pikendamiseks ja mootoritehnoloogia täiustamiseks. Kosmoselaeva komponentides suurendab ränidioksiidi keraamika stabiilsus kõrgel temperatuuril ja kiirguskindlus kosmoseuuringute seadmete töökindlust ja eluiga.

Autotööstuses võib SiC keraamika asendada traditsioonilisi metallmaterjale kõrge temperatuuriga mootorikomponentides, parandades mootori efektiivsust, vähendades heitkoguseid ja saavutades kerge konstruktsiooni. Suure jõudlusega auto pidurisüsteemide puhul kasutatakseSiC keraamikapidurikettad lubavad paremat pidurdustõhusust, stabiilsemat pidurdusefekti ja pikemat kasutusiga.

Kuidas onRänikarbiidi keraamikaKas rakendatakse kulumiskindluse väljadel?

SiC kõrge kõvadus ja madal hõõrdetegur tagavad sellele suurepärase kulumiskindluse, muutes selle eriti sobivaks erinevates libisemis- ja hõõrdekulumistingimustes. SiC-d saab kujundada erineva kujuga suure mõõtmete täpsuse ja pinna siledaga, toimides mehaaniliste tihenditena paljudes nõudlikes keskkondades, millel on hea õhutihedus ja pikk kasutusiga. Lisaks suurendab süsiniku kasutamine paagutamise abivahendina tahkes olekus survevabas paagutatud ränikarbis materjali määrdevõimet, pikendades selle eluiga.

Kaevandus- ja metallurgiatööstusesSiC keraamikasaab kasutada maagipurustites, konveieriseadmetes, sõelumisseadmetes, vähendades kulumist ja hooldussagedust, suurendades samal ajal tootmise efektiivsust. Tootmises võib SiC keraamika kui lõiketööriistade materjal tööpinkides ja lõiketööriistades oluliselt parandada töötlemise täpsust ja tööriista kasutusiga, vähendades tootmiskulusid. Keemiatööstuse seadmetes sobib SiC keraamika pumpadesse, klappidesse ja torustikesse, olles vastupidav korrosioonile ja kulumisele, tagades seadmete pikaajalise stabiilse töö. Energeetikasektoris, nagu tuule- ja hüdroenergia, muudab SiC keraamika kulumiskindlus need sobivaks tuuleturbiinide käigukomponentide ja hüdroelektrijaamade turbiinide osade jaoks, mis on võimelised taluma suure intensiivsusega hõõrdumist ja lööke, pikendades kasutusiga. Nafta ja gaasi kaevandamiselSiC keraamikasaab kasutada puuriterades ja pumba korpustes, suurendades kulumiskindlust ja tagades töökindluse suure kulumiskeskkonnas.

Seoses kasvava nõudlusega ränikarbiidi keraamika ja tehnoloogiliste uuenduste järele on tulevikSiC keraamikas näeb täiustatud paagutamistehnoloogiate ja 3D-printimise arendamise kaudu paremat tootmistõhusust ja väiksemaid kulusid, edendades selle laialdast kasutamist kõrge temperatuuriga valdkondades. Lisaks laiendab multifunktsionaalsete komposiitmaterjalide valdkond, kus SiC keraamikat kombineeritakse teiste materjalidega, et luua funktsionaalsemaid materjale, rakendusalasid, täites erinevaid kõrge temperatuuriga keskkonnanõudeid.

Säästva arengu seisukohalt keskendutakse keskkonnasõbraliku ja taaskasutatava arendamiseleSiC keraamikamaterjale, mis on kooskõlas säästva arengu põhimõtetega. SiC keraamika kombineerimine teiste materjalidega, et luua multifunktsionaalseid kulumiskindlaid materjale, rahuldab erinevaid tööstuslikke vajadusi.

Mis on tulevikRänikarbiidist keraamikakulumise ja kõrge temperatuuriga rakendustes?

Rakenduse potentsiaal ja arenguväljavaatedSiC keraamikakulumiskindluse ja kõrge temperatuuriga väljad on tohutud. Materjaliteaduse tehnoloogiliste edusammude ja arengu jätkudes mängib ränidioksiidi keraamika erinevates tööstusharudes üha kriitilisemat rolli, suurendades seadmete vastupidavust ja tootmise efektiivsust, aidates seeläbi kaasa majandusarengule.

Meie, Semicorex, oleme spetsialiseerunudSiC keraamikaja muud pooljuhtide tootmises kasutatavad keraamilised materjalid, kui teil on küsimusi või vajate täiendavaid üksikasju, võtke meiega ühendust.

Kontakttelefon: +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com