Vorteile von Siliziumkarbidplatten

Siliziumkarbidplatten (gemeinhin als Karborund bezeichnet) bieten zuverlässigen und dauerhaften Schutz für militärische, luft- und raumfahrttechnische und industrielle Anwendungen gleichermaßen. Ihre Kombination aus außergewöhnlichen mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften schützt vor panzerbrechenden Geschossen und Hochgeschwindigkeitsfragmenten, die Verletzungen oder Zerstörung verursachen.

SiC-Platten können es in puncto Härte mit Diamant aufnehmen, sind hoch verschleiß- und korrosionsbeständig und zeichnen sich durch eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit bei geringer Wärmeausdehnung aus.

Härte

Siliziumkarbid (SiC) ist ein hartes Material mit einem außergewöhnlichen Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Aufgrund dieser Eigenschaft eignet sich SiC für Anwendungen, die Zähigkeit und Abriebfestigkeit erfordern, wie etwa kugelsichere Westen oder Sprühdüsen, und bietet gleichzeitig außergewöhnliche thermische Eigenschaften und Korrosionsschutz vor Säuren.

Die Härte von SiC lässt sich auf seine einzigartige Struktur zurückführen. Es besteht aus fest gebundenen Silizium- und Kohlenstoffatomen in tetraedrischen Strukturen, die in einem geordneten Kristallgitter gebunden sind. Diese Tetraeder bilden in der Matrix starke kovalente Bindungen, die beim Sintern ein hochdichtes Material mit hervorragender Festigkeit und Zähigkeit ergeben, das nur mit dem von Diamant vergleichbar ist und das von Wolframkarbid und Aluminiumoxiden übertroffen wird. Durch diese Struktur entstehen hochdichte Werkstoffe mit überragender Festigkeit und Zähigkeit für gesinterte gesinterte gesinterte gesinterte gesinterte gesinterte Werkstoffe mit einer Härte, die nur mit der von Diamant vergleichbar ist und die diese beiden anderen Werkstoffe beim Sintern übertrifft. SiC rangiert in Bezug auf die Härte von gesintertem gesintertem gesintertem gesintertem gesintertem gesintertem gesintertem gesintertem gesintertem gesintertem gesintertem gesintertem gesintertem gesintertem gesintertem gesintertem gesintertem gesintertem gesintertem gesintertem SiC ist im Härtevergleich gleichwertig oder übertrifft sogar die von Wolframkarbid und Aluminiumoxiden, wenn es gesintert wird; seine Härte übertrifft sowohl Wolframkarbid als auch Aluminiumoxide, wenn sie gesintert werden, was SiC zu einem extrem dichten Material mit außergewöhnlicher Festigkeit und Zähigkeit macht, auch wenn es gesintert wird, während seine Härte Wolframkarbide und Aluminiumoxide übertrifft, wenn sie gesintert werden, die Materialdichte als beide Materialien, wenn sie gesintert werden, übertrifft; seine Härte übertrifft sogar beide.

Kommerziell hergestellte polykristalline SiC-Platten werden vor dem Sintern maschinell bearbeitet, um eine makellose Oberfläche zu gewährleisten, die beim Brennen bei höheren Temperaturen nicht reißt oder bricht. Viele Feuerfestunternehmen sind auf die Herstellung von Siliziumkarbid für diese keramischen Teile spezialisiert und können Ihnen dabei helfen, die für Ihre Anwendung am besten geeignete Materialsorte zu finden.

Siliciumcarbidplatten können durch verschiedene Verfahren hergestellt werden, darunter Heißpressen, heißisostatisches Pressen und reaktionsgebundenes Sintern. Bei diesen Verfahren werden Grünkörper, Pulver und Bindemittel vor dem Sintern auf hohe Temperaturen erhitzt, um fertige Bauteile zu erhalten, die entweder aus polykristallinem Siliziumkarbid oder einer Mischung aus polykristallinem und monokristallinem Siliziumkarbid bestehen.

Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion

Siliziumkarbidplatten sind äußerst langlebig und weisen eine außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit auf. Dies gilt insbesondere für industrielles Siliciumcarbid, das sowohl dem Abrieb bei extremen Temperaturen als auch der durch extreme Temperaturen verursachten Korrosion standhält. Darüber hinaus weist Siliciumcarbid eine ausgezeichnete chemische Stabilität und mechanische Festigkeit auf, so dass es sich für säurehaltige Prozessumgebungen eignet, da es eine ähnliche Abriebfestigkeit wie Edelstahl aufweist.

Industrielles Siliciumcarbid widersteht der Korrosion durch Verbrennungsgase, Schlacke und Asche durch seine schützende Oxidschicht, die sich auf seiner Oberfläche bildet. Diese Beschichtung ist in der Lage, die Sauerstoffdiffusion zu blockieren, was zu einer parabolischen Reaktionskinetik führt; außerdem reflektiert sie bei hohen Temperaturen die Strahlung, so dass das Material weniger wahrscheinlich erodiert, wenn es heißen Gasen ausgesetzt ist.

Siliziumkarbidplatten sind weithin für ihre Korrosionsbeständigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit bekannt und eignen sich daher für viele Anwendungen in der Wärmebehandlungsindustrie, wie z. B. Sintern, Schmieden und Ofenfeuerung. Siliziumkarbidplatten eignen sich hervorragend zur Minderung von Umweltrisiken in Wärmetauschern wie SR-Rohrbündel- und SE-Blocktauschern, bei denen hohe Mischtemperaturen in Verbindung mit aggressiven Bedingungen wie Korrosion oder Erosion auftreten können. Darüber hinaus sind sie ideal für Prozessbedingungen mit hohem Reinheitsgrad und geringer Verdünnung sowie für Anwendungen, die eine hohe mechanische Festigkeit in Verbindung mit einer außergewöhnlichen Temperaturwechselbeständigkeit erfordern.

Wärmeleitfähigkeit

Siliziumkarbidplatten haben eine hervorragende Mohs-Härte von 9 und weisen eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit auf, so dass sie sich für Anwendungen eignen, die schnelle Heiz-/Kühlzyklen erfordern. Darüber hinaus weisen Siliziumkarbidplatten bei extremen Temperaturen nur minimale Verformungen auf.

Siliziumkarbidpulver wird bei hohen Temperaturen gesintert, um eine extrem harte Keramik zu erzeugen, die korrosions- und verschleißfest ist und auch extremen Temperaturen standhält, so dass sie sich für den ballistischen Schutz, Schneidwerkzeuge und chemische Produktionsanlagen eignet.

Siliciumcarbid wird auch in großem Umfang zur Herstellung von feuerfesten Materialien für Öfen und andere Industrieanlagen sowie in der Halbleiterelektronik verwendet, wo es erstmals 1907 eingeführt wurde. Obwohl Siliciumcarbid in der Natur nur selten vorkommt - in geringen Mengen in bestimmten Meteoritenarten sowie in Korundvorkommen und Kimberlitminen - wird das meiste heute verkaufte Siliciumcarbid synthetisch durch Heißpressen oder reaktionsgebundene Sinterverfahren hergestellt.

Siliziumkarbid wird seit langem von militärischen Organisationen zur Verstärkung der Panzerung von Panzern und gepanzerten Mannschaftstransportern sowie zur Herstellung von Schilden und Barrikaden bei der Bekämpfung von Unruhen, bei Geiselbefreiungen und in anderen Krisensituationen verwendet. Diese Schutzbarrieren können Kugeln aufhalten und gleichzeitig deren kinetische Energie absorbieren, um Querschläger zu vermeiden.

Leichtgewicht

Siliziumkarbid-Plattenpanzer sind im Vergleich zu anderen Panzermaterialien leicht, so dass sich die Träger leicht bewegen und in gefährlichen Umgebungen effektiv arbeiten können. Darüber hinaus ist das Material sehr widerstandsfähig und resistent gegen Korrosion und extreme Temperaturen, so dass es auch über längere Zeiträume hinweg stabil und robust bleibt.

Vor der Erfindung von Borkarbid im Jahr 1929 war Siliciumcarbid als eines der härtesten bekannten synthetischen Materialien bekannt. Mit einer Mohshärte, die mit der von Diamant vergleichbar ist, eignet es sich aufgrund seiner Brucheigenschaften hervorragend als Material für Trenn- und Schleifscheiben; außerdem wird es häufig für feuerfeste Materialien und elektrische Isolierplatten verwendet.

Siliziumkarbid hat sich aufgrund seines hervorragenden Verhältnisses zwischen Leistung und Gewicht gegen alle Bedrohungen schnell zum bevorzugten keramischen Material für militärische Schutzwesten mit AP-Klassifizierung entwickelt. Das reaktionsgebundene Siliziumkarbid der Marke Hexoloy von Saint-Gobain übertraf Aluminiumoxid bei ballistischen Aufpralltests bei weitem und verbesserte die Leistung bei Mehrfachtreffern gegen Bedrohungen durch Stahl- und Wolframkarbidkerne erheblich.

Siliziumkarbid hat sich dank seiner bemerkenswerten physikalischen Eigenschaften und seiner Fähigkeit, die Energie von Hochgeschwindigkeitsprojektilen zu absorbieren, als sichere und zuverlässige Option für die zivile Nutzung bei Massenschießereien und Terroranschlägen erwiesen. Die Widerstandsfähigkeit von Siliziumkarbid hat Leben gerettet; Fortschritte in der Wissenschaft könnten es ermöglichen, es mit zusätzlichen Funktionen auszustatten, die in Notsituationen hilfreich sind, z. B. Selbstheilungsfähigkeiten oder Echtzeit-Kommunikation und Überwachungsfunktionen.