Kas ir silīcija karbīda keramika un tās īpašības

Silīcija karbīda keramika ir savienojumi, kas veidojas, reaģējot ogleklim un silīcija dioksīdam (SiO ₂) augstas temperatūras apstākļos. Silīcija karbīds (SiC) ir savienojums ar spēcīgām kovalentām saitēm, un jonu Si-C saite ir tikai aptuveni 12%. Tāpēc tai ir augsta cietība, termiskā stabilitāte, izturība pret koroziju, lieliska oksidācijas izturība, nodilumizturība un zems berzes koeficients.
Silīcija karbīda keramikai ir ne tikai lieliskas mehāniskās īpašības istabas temperatūrā, piemēram, augsta lieces izturība un laba izturība pret koroziju, bet arī vislabākās augstas temperatūras mehāniskās īpašības (piemēram, izturība, šļūdes pretestība utt.) starp zināmajiem keramikas materiāliem. Ar karstās presēšanas, bezspiediena saķepināšanas un karstās izostatiskās presēšanas saķepināto materiālu izturību augstā temperatūrā var uzturēt līdz 1600, padarot tos par labākajiem augstas temperatūras izturības materiāliem starp keramikas materiāliem. Turklāt silīcija karbīda keramikas siltumvadītspēja ir arī salīdzinoši augsta, otrajā vietā pēc berilija oksīda keramikas keramikas.
Silīcija karbīda keramikas sagatavošanas procesi galvenokārt ietver reakcijas saķepināšanu, pastiprinātu saķepināšanu, izsmidzināšanu un karstās presēšanas formēšanu. Šīm procesa metodēm ir savas īpatnības, un piemērotus sagatavošanas procesus var izvēlēties atbilstoši dažādām vajadzībām un pielietojuma scenārijiem.
Galvenās silīcija karbīda keramikas īpašības ir:
1. Augstas temperatūras stabilitāte: tas var uzturēt labu mehānisko izturību un ķīmisko stabilitāti augstas temperatūras vidē, un var darboties temperatūrā līdz 1600 vai pat augstāk (pārsniedzot 1400 īpašos apstākļos), padarot to par ideālu izvēli augstas temperatūras konstrukcijas materiāliem. .
2. Augsta izturība un cietība: tai ir augsta spiedes izturība, stiepes izturība un cietība, ar Mosa cietību tuvu 9. līmenim, otrajā vietā pēc dimanta, un lieliska nodilumizturība.
3. Laba siltuma veiktspēja: augsta siltumvadītspēja un zems siltuma izplešanās koeficients, kas nozīmē, ka tai ir laba izmēru stabilitāte temperatūras izmaiņu ietekmē un nav viegli deformējama termiskās izplešanās un kontrakcijas dēļ.
4. Izturība pret koroziju un oksidācijas izturība: tai ir laba izturība pret lielāko daļu skābo un sārmainu vidi un daudzām oksidējošām atmosfērām.
5. Laba elektriskā veiktspēja: silīcija karbīds ir pusvadītāju materiāls ar unikālām elektriskām īpašībām, ko var izmantot kā izolāciju vai vadošas sastāvdaļas jaudas elektroniskajās ierīcēs un augstas temperatūras vidēs.
6. Poru struktūra: Silīcija karbīda porainu keramiku var sagatavot konstrukcijās ar augstu porainību, ko var izmantot dažādiem lietojumiem, piemēram, filtrēšanai, skaņas izolācijai un siltumizolācijai.
Silīcija karbīda keramiku plaši izmanto augstas temperatūras gultņos, ložu necaurlaidīgās plāksnēs, sprauslās, aviācijas dzinēju komponentos, automobiļu izplūdes gāzu apstrādes sistēmās, nodilumizturīgos komponentos (piemēram, sūkņos un vārstos, cauruļvados), augstas temperatūras krāsns komponentos, elektroniskos komponentos (piemēram, kā augstas temperatūras pusvadītāju ierīces), augstas temperatūras korozijizturīgi komponenti un elektronisko iekārtu komponenti augstas temperatūras un augstfrekvences diapazonā to unikālo īpašību dēļ. Ķīmiskajā un metalurģiskajā rūpniecībā silīcija karbīda materiālus bieži izmanto kā krāsns oderējumus vai tīģeļus, lai izturētu kausēta dzelzs, izdedžu un sārmu metālu eroziju. Turklāt silīcija karbīda keramikai ir arī svarīgi pielietojumi enerģētikā, vides aizsardzībā un rūpnieciskajās krāsnīs.
Rezumējot, silīcija karbīda keramika ir augstas veiktspējas keramikas materiāls ar plašām pielietojuma perspektīvām, un ir paredzēts, ka nākotnē to izmantos vairākās jomās.