Siliziumkarbidfliesen widerstehen extremen Bedingungen

Siliziumkarbid ist ein extrem hartes synthetisches Keramikmaterial mit hervorragender Abriebfestigkeit, hervorragenden thermischen Eigenschaften, geringen Ausdehnungsraten und Säurebeständigkeit.

SiC kann in über 250 Polymorphen hergestellt werden. Polymorphe sind Varianten einer Verbindung, die ähnliche zweidimensionale Kristallstrukturen aufweisen, sich aber in ihrer dreidimensionalen Anordnung unterscheiden; die Schichten können systematisch über Raum oder Zeit gestapelt sein.

Dauerhaftigkeit

Siliciumcarbid ist ein extrem haltbares Material mit hervorragenden Eigenschaften für den Einsatz bei extremen Temperaturen, darunter hohe Härte, mechanische Stabilität bei extremen Temperaturen, geringe Wärmeausdehnung und Korrosionsbeständigkeit. Siliciumcarbid findet sich in kugelsicheren keramischen Westen sowie in dünnen Fäden in der Pyrometrie und in feuerfesten Tiegeln und Schmelztiegeln in der Gießerei; darüber hinaus kann es auch als Körnung in Sandpapier und als Schleifmittel für Polierwerkzeuge verwendet werden.

Der Schutz vor elektromagnetischen Störungen und Strahlung macht Graphen zu einer ausgezeichneten Wahl als Schutzhülle für Geräte, die beim Wiedereintritt von Raumfahrzeugen in die Erdatmosphäre großer Hitze ausgesetzt sind. Durch eine Beschichtung mit Graphen lässt sich die Haltbarkeit zusätzlich erhöhen.

Im Gegensatz zu seinem reaktionsgebundenen Gegenstück weist drucklos gesintertes Siliciumcarbid im Vergleich zu reaktionsgebundenem Siliciumcarbid eine höhere Härte, Abriebfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf. Dies macht es zum idealen Werkstoff für Gleitringdichtungen und Lager sowie für chemische und petrochemische Anlagen, die unter rauen Bedingungen eingesetzt werden, wie Gleitringdichtungen oder Lager, die einem hohen Maß an Verschleiß oder Korrosionsbeständigkeit standhalten müssen - und so die Lebensdauer von Maschinen in schwierigen Umgebungen verlängern.

Schlagzähigkeit

Siliziumkarbid ist ein extrem hartes Material mit einer Härte von 9 auf der Mohs-Skala, was der Härte von Diamant nahe kommt. Aufgrund seiner Festigkeit und Erosionsbeständigkeit ist Siliziumkarbid ein ideales tribologisches Material für Schneidwerkzeuge sowie für Papier- und Stoffprodukte, die eine hohe Verschleißfestigkeit erfordern.

SiC bietet eine überragende Abrieb- und Aufprallfestigkeit in Verbundpanzersystemen. Die Kombination aus hoher Druckfestigkeit und niedrigem Elastizitätsmodul bietet Schutz vor Einschlägen von Hochgeschwindigkeitsprojektilen, ohne dass die als Panzerplatten verwendeten Keramikplatten beschädigt werden oder brechen.

Gepresstes SiC ist für seine außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit gegenüber Säuren bekannt, was es zu einer idealen Komponente für den Einsatz in chemischen Verarbeitungsanlagen wie keramischen Hochtemperaturöfen und chemischen Reaktoren macht. Auch in mechanischen Dichtungen und Lagern von rotierenden Maschinen wie Kreiselpumpen wird dieses Material aufgrund seiner spezifischen Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit eingesetzt, die erheblich zur Effizienz beitragen und gleichzeitig extremen Temperaturen und Verformungen standhalten.

Korrosionsbeständigkeit

SiC ist bekannt für seine unglaubliche Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion und chemische Angriffe, dank der starken kovalenten Bindung zwischen Silizium- und Kohlenstoffatomen, die verhindert, dass Säuren, geschmolzene Salze oder Laugen damit reagieren. Aufgrund dieser Eigenschaften ist SiC ein idealer Werkstoff für Gleitringdichtungen, Strahldüsen und Gleitlager.

Siliziumkarbid kann auch als leichtes Ersatzmaterial für Hochtemperaturanwendungen wie Sprühdüsen für die Rauchgasentschwefelung und keramische Rohre verwendet werden und hält Temperaturen von bis zu 1800 Grad Celsius stand, ohne dass es zu Oxidation oder thermischer Ausdehnung kommt.

Reaktionsgebundenes Siliciumcarbid kann mit verschiedenen Herstellungsverfahren hergestellt werden, z. B. durch chemische Gasphasenabscheidung oder Graphitumwandlung. Bei jedem Verfahren entsteht eine porenfreie Präzisionskeramik mit außergewöhnlicher Haltbarkeit und Leistung, die Druck, extremen Gleitgeschwindigkeiten und extremen Temperaturen standhält und gleichzeitig erosions- und abriebbeständig ist. Darüber hinaus ermöglichen die korrosions- und verschleißfesten Eigenschaften von reaktionsgebundenem Siliziumkarbid den Einsatz in Umgebungen wie Düsentriebwerksschaufeln oder kugelsicheren Platten, in denen Haltbarkeit und Schlagfestigkeit gefragt sind.

Hitzebeständigkeit

Die thermische Stabilität von Siliziumkarbid beruht auf starken kovalenten Bindungen in seiner molekularen Architektur, und diese Beständigkeit gegen thermische Schocks verhindert katastrophale Ausfälle, die in der Industrie häufig auftreten.

Siliziumkarbidplatten sind in der chemischen und petrochemischen Industrie weit verbreitet, da sie sowohl hohen Temperaturen als auch korrosiven Kohlenwasserstoffen standhalten. Sie eignen sich daher zum Schutz von Anlagen vor thermischem Abbau und verlängern die Wartungsintervalle im Vergleich zu Materialien auf Aluminiumoxidbasis.

Das Oak Ridge National Laboratory und die Sierra Space Corporation in Louisville, Colorado, haben kürzlich gemeinsam ein auf Kacheln basierendes Wärmeschutzsystem (TPS) für ihr kommerzielles Raumfahrzeug Dream Chaser entwickelt, das Besatzungen und Fracht sicher in eine niedrige Erdumlaufbahn bringen soll. Es ist leicht und dennoch robust genug, um dem wiederholten Druck beim Wiedereintritt in die Atmosphäre standzuhalten - wesentliche Elemente, um ein wiederverwendbares Raumfahrzeug zu ermöglichen.