Što je silicij karbid keramika i njegove karakteristike

Keramika od silicijevog karbida spojevi su nastali reakcijom ugljika i silicijevog dioksida (SiO ₂) pod uvjetima visoke temperature. Silicijev karbid (SiC) je spoj s jakim kovalentnim vezama, s ionskom Si-C vezom od samo oko 12%. Stoga ima visoku tvrdoću, toplinsku stabilnost, otpornost na koroziju, izvrsnu otpornost na oksidaciju, otpornost na trošenje i nizak koeficijent trenja.
Keramika od silicij-karbida ne samo da ima izvrsna mehanička svojstva na sobnoj temperaturi, kao što je visoka čvrstoća na savijanje i dobra otpornost na koroziju, već ima i najbolja mehanička svojstva na visokim temperaturama (kao što su čvrstoća, otpornost na puzanje, itd.) među poznatim keramičkim materijalima. Visokotemperaturna čvrstoća materijala sinteriranih vrućim prešanjem, sinteriranjem bez pritiska i vrućim izostatičkim prešanjem može se održati do 1600, što ih čini najboljim materijalima čvrstoće na visokim temperaturama među keramičkim materijalima. Osim toga, toplinska vodljivost keramike od silicij karbida također je relativno visoka, odmah iza keramike od berilij oksida u keramici.
Postupci pripreme keramike od silicijevog karbida uglavnom uključuju reakcijsko sinteriranje, pojačano sinteriranje, oblikovanje raspršivanjem i oblikovanje vrućim prešanjem. Ove procesne metode imaju svoje karakteristike, a prikladni procesi pripreme mogu se odabrati prema različitim potrebama i scenarijima primjene.
Glavne karakteristike keramike od silicij karbida uključuju:
1. Visokotemperaturna stabilnost: može održati dobru mehaničku čvrstoću i kemijsku stabilnost u okruženjima visoke temperature i može raditi na temperaturama do 1600 ili čak i višim (preko 1400 pod određenim uvjetima), što ga čini idealnim izborom za visokotemperaturne strukturne materijale .
2. Visoka čvrstoća i tvrdoća: Ima visoku tlačnu čvrstoću, vlačnu čvrstoću i tvrdoću, s Mohovom tvrdoćom blizu razine 9, odmah iza dijamanta, i izvrsnu otpornost na trošenje.
3. Dobra toplinska učinkovitost: visoka toplinska vodljivost i nizak koeficijent toplinskog širenja, što znači da ima dobru dimenzijsku stabilnost pri promjenama temperature i nije lako deformirati zbog toplinskog širenja i skupljanja.
4. Otpornost na koroziju i oksidaciju: Ima dobru otpornost na većinu kiselih i alkalnih medija i mnoge oksidacijske atmosfere.
5. Dobra električna izvedba: silicijev karbid je poluvodički materijal s jedinstvenim električnim svojstvima, koji se može koristiti kao izolacija ili vodljive komponente u energetskim elektroničkim uređajima i okruženjima visoke temperature.
6. Struktura pora: Silicij-karbid porozna keramika može se pripremiti u strukture visoke poroznosti, koje se mogu koristiti za razne primjene kao što su filtracija, zvučna izolacija i toplinska izolacija.
Keramika od silicij karbida naširoko se koristi u visokotemperaturnim ležajevima, neprobojnim pločama, mlaznicama, komponentama zrakoplovnih motora, sustavima za obradu automobilskih ispušnih plinova, komponentama otpornim na habanje (kao što su pumpe i ventili, cjevovodi), komponentama visokotemperaturnih peći, elektroničkim komponentama (kao što su kao visokotemperaturni poluvodički uređaji), komponente otporne na visokotemperaturnu koroziju i komponente elektroničke opreme u visokotemperaturnom i visokofrekventnom području zbog svojih jedinstvenih svojstava. U kemijskoj i metalurškoj industriji materijali od silicijevog karbida često se koriste kao obloge peći ili lončići za otpornost na eroziju rastaljenog željeza, troske i alkalnih metala. Osim toga, keramika od silicijevog karbida također ima važnu primjenu u energetici, zaštiti okoliša i industrijskim pećima.
Ukratko, keramika od silicij-karbida je keramički materijal visokih performansi sa širokim izgledima za primjenu i očekuje se da će se u budućnosti primjenjivati ​​na više područja.