Die Wissenschaft hinter gesintertem Siliziumkarbid

Siliziumkarbid zeichnet sich durch hohe Härte und Festigkeit bei hohen Temperaturen aus, was es zu einem fantastischen Material für industrielle Prozesse macht. Darüber hinaus trägt seine hervorragende Wärmeleitfähigkeit dazu bei, die Erhitzungszeiten in der Produktion erheblich zu verkürzen und so Energiekosten zu sparen.

Die Forschung hat gezeigt, dass gesinterte SiC-Keramiken mit Phasen geringer Reinheit, die Sinteradditive oder Rest-Si enthalten, die geringste Korrosionsbeständigkeit aufweisen, wenn sie unter Druck und bei hohen Temperaturen Wasser ausgesetzt werden, was auf eine bevorzugte intergranulare Auflösung an den Korngrenzen zurückzuführen ist.

Stabilität bei hohen Temperaturen

Aufgrund seiner Härte, Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit kann Siliziumkarbid auch in rauen Umgebungen eingesetzt werden. Es ist korrosions- und oxidationsbeständig und behält seine Härte bei Temperaturen von bis zu 1400 Grad Celsius.

Diese Eigenschaften machen Aluminium zu einem ausgezeichneten Werkstoff für Komponenten von Hochöfen und Verbrennungsanlagen, die aggressiven Gasen und hohen Temperaturen standhalten müssen, sowie zu einem Leichtgewicht, das eine höhere Treibstoffeffizienz und höhere Geschwindigkeiten ermöglicht. Aluminium trägt auch zur Gewichtsreduzierung bei Flugzeugen bei, was wiederum zu einer höheren Treibstoffeffizienz und höheren Geschwindigkeiten führt.

Siliziumkarbid unterscheidet sich von Keramik durch seine Beständigkeit gegen Säuren und Laugen, da es selbstschmierende Eigenschaften und eine hohe Erosions-/Abriebfestigkeit aufweist. Sowohl reaktionsgebundenes SiC als auch drucklos gesintertes Siliciumcarbid (HPSIC/HIPSIC) bieten eine außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit; HPSIC und HIPSIC bieten eine höhere Dichte/Bruchzähigkeit als ihre Gegenstücke.

Hohe Festigkeit

Gesintertes Siliciumcarbid weist eine der höchsten Festigkeiten unter den keramischen Werkstoffen auf und ist daher für raue Umgebungen geeignet und widersteht Verschleiß und Korrosion. Seine hitzebeständigen Eigenschaften machen es außerdem perfekt für industrielle Anwendungen, die Hitzebeständigkeit erfordern, wie z. B. in der Elektronikfertigung.

Aufgrund seiner außergewöhnlichen Festigkeit eignet sich dieses Material hervorragend für Panzerplatten für Militär und Polizei, die die Aufprallenergie absorbieren und verteilen, um Soldaten und Polizeibeamte vor Hochgeschwindigkeitsprojektilen zu schützen und ihnen mehr Mobilität bei der Erfüllung ihrer Aufgaben und taktische Vorteile bei Einsätzen in feindlichen Umgebungen zu verschaffen.

Diese Technologie kann auf zwei Arten hergestellt werden: reaktionsgebundenes, siliziuminfiltriertes SiC (RBSiC) und drucklos gesintertes Siliziumkarbid (SSiC). Drucklos gesintertes SiC ist zwar fester als RBSiC, seine Herstellung erfordert jedoch teurere Materialien.

Hohe Abriebfestigkeit

Dank seiner Härte, Festigkeit und chemischen Beständigkeit kann gesintertes Siliziumkarbid selbst feindlichen Arbeitsumgebungen standhalten. Zu den Anwendungen gehören die Herstellung von ballistischen Panzerplatten, die den militärischen Spezifikationen entsprechen, um Hochgeschwindigkeitsprojektile abzuwehren, die Herstellung verschiedener mechanischer Dichtungen, die sowohl trockenen Gasen als auch starken Säuren und Laugen standhalten, sowie die Herstellung von ballistischen Panzerplatten, die den militärischen Spezifikationen entsprechen, um Hochgeschwindigkeitsprojektile abzuwehren, sowie die Herstellung von mechanischen Dichtungen, die sowohl trockenen Gasen als auch starken Säuren oder Laugen standhalten.

Gesintertes Siliciumcarbid eignet sich aufgrund seiner Abriebfestigkeit besonders für die Herstellung von Bauteilen für die Luft- und Raumfahrt, die hohen Fluggeschwindigkeiten und Aufprallkräften sowie Strahlungseinflüssen standhalten und durch Gewichtseinsparungen die Leistung und den Kraftstoffverbrauch von Flugzeugen erhöhen. Die geringe Dichte des Materials spart außerdem Gewicht, was die Leistung des Flugzeugs erhöht und den Treibstoffverbrauch senkt.

Hohe Wärmeleitfähigkeit

Siliciumcarbid (SiC)-Keramik bietet eine hohe Wärmeleitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit und kann mit verschiedenen Sintertechniken hergestellt werden, darunter Reaktionssintern und druckloses Sintern. Die Sintertechniken können das Mikrogefüge der hergestellten Endprodukte erheblich beeinflussen.

Gesintertes Siliciumcarbid ist aufgrund seiner Temperaturstabilität und Temperaturwechselbeständigkeit ein ideales Material für Hochgeschwindigkeitsflüge. Wir verwenden es für mechanische Dichtungen, die abriebfest und korrosionsbeständig sind; außerdem schützt seine einzigartige Zusammensetzung Kampfjets vor Schrapnellen oder Kugeln.

Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories Hexoloy SG Siliziumkarbid ist ein fortschrittlicher, nichtoxidischer Werkstoff mit hervorragender Temperaturbeständigkeit, der eine hervorragende Oxidationsbeständigkeit aufweist und zum bevorzugten Werkstoff für Hochgeschwindigkeitsanwendungen wird. Erhältlich mit Standard- und kundenspezifischen OD/ID-Kombinationen.

Niedrige Dichte

Siliziumkarbid ist eines der härtesten verfügbaren Materialien, was sich in einer hervorragenden Verschleißfestigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit niederschlägt. Darüber hinaus wiegt es nur halb so viel wie Stahl und ist dennoch äußerst stabil - Eigenschaften, die es ideal für ballistische Panzerplatten machen, die militärisches Personal vor Hochgeschwindigkeitsprojektilen schützen.

Reaktionssintern und druckloses Sintern sind die beiden wichtigsten Verfahren zur Herstellung von SiC. Drucklos gesintertes Siliciumcarbid (PSiC) wird unter Verwendung von hochreinem Rohpulver und Zusatzstoffen hergestellt und dann in einer sauerstofffreien Atmosphäre auf 2000 °C erhitzt, bevor es zur Verwendung als Isoliermaterial wieder auf 2000 °C abkühlt. Obwohl PSiC kostengünstiger ist, weist es in der Regel eine geringere Biegefestigkeit und größere Schwankungen in der chemischen Zusammensetzung auf als das Reaktionssintern.

Reaktionsgebundenes Siliciumcarbid (RBSiC) wird durch Infiltration von flüssigem Silicium in poröse Kohlenstoff- oder Graphitvorformlinge hergestellt. RBSiC weist gröbere Körner als sein Gegenstück und eine geringere Kosteneffizienz auf, verfügt aber dennoch über gute Eigenschaften in Bezug auf Härte, Wärmeleitfähigkeit und chemische Beständigkeit.