Piikarbidilaatta on paras mahdollinen suojaratkaisu

Piikarbidi (SiC) on yksi teollisuudessa yleisimmin käytetyistä tulenkestävistä keraamisista materiaaleista, sillä sen erittäin tiheät ja lujat mekaaniset ominaisuudet tekevät siitä erinomaisen valinnan korkeita lämpötiloja ja paineita vaativiin sovelluksiin.

Neutronidiffraktio- ja ballistiset kokeet ovat antaneet tietoa siitä, miten lämpöjännitys vaikuttaa pyöreiden SiC-laattojen liikkumiseen lämpöjännitysolosuhteissa, mikä johtaa niiden liikkumiseen lämpöjännitysolosuhteissa ja sitä seuraaviin jännitystasoihin. Mikro-CT-jälkianalyysit osoittivat, kuinka liikkuminen muutti Hertz-kartion liikerataa ja vähensi siten vaurioita.

Korkean lämpötilan kestävyys

Piikarbidilla on erinomainen mekaaninen lujuus ja sitkeys korkeissa lämpötiloissa, ja se kestää myös happokorroosiota. Näiden ominaisuuksien ansiosta se on erinomainen materiaalivalinta uunien osien, suuttimien ja tiivisterenkaiden valmistukseen sekä metallurgiseen teollisuuteen, puolijohdepiirilevyjen valmistuslaitteisiin ja ydinpolttoaineen suojakuorimateriaaleihin.

Keraaminen piikarbidi tarjoaa erinomaisen korroosio-, kulutus- ja eroosiokestävyyden sekä iskunkestävyyden, korkean lämpötilan virumiskestävyyden ja lämpöshokkien vaimennusominaisuudet – nämä ovat ihanteellisia ominaisuuksia tiivistemateriaaliksi pumpuissa, joita käytetään hyvin erilaisissa olosuhteissa.

LS-DYNA-ohjelmistoa käytettiin SiC-laattaryhmän iskupintojen iskureaktion mallintamiseen kaksivaiheisen simulointimenetelmän avulla. Ensimmäisessä vaiheessa simuloitiin puristusta ja esijännitystä epätasaisen kosketuksen simuloinnin avulla, mikä tuotti kehäjännityksiä, jotka sitten siirrettiin malliin myöhempää ballistista simulointia varten; jännitystulokset olivat hyvin yhdenmukaisia mitattujen tietojen kanssa.

Erittäin luja

Piikarbidi on erittäin kova ja luja materiaali. Sen kestävyyden ansiosta se sopii erinomaisesti kulutusta kestäviin sovelluksiin, kuten mekaanisiin tiivisteisiin ja luodinkestäviin levyihin, joissa toistuva kosketus kovien hiukkasten tai pintojen kanssa altistaa sen jatkuvalle rasitukselle.

SiC tunnetaan poikkeuksellisesta kemiallisesta stabiilisuudestaan ja se kestää sekä happoja että emäksiä, minkä ansiosta se on erinomainen materiaali käytettäväksi vaativissa teollisuusympäristöissä. Lisäksi sen kyky kestää äärimmäisiä lämpötiloja ja kulutusta tekee SiC:stä yhden nykypäivän parhaista kulutusta kestävistä keraamisista materiaaleista.

LS-DYNA-monifysiikkasimulaatio-ohjelmiston avulla mitattiin sekä SiC-laatan että teräsputken kaulusosan kehäjännitykset. Aloitettiin epätäsmällisen kosketuksen simulointi, jota seurasi tulosten siirtäminen ballistiseen simulointiin jännittyneille ja jännittämättömille näytteille; molempien tarkkuudeksi todettiin noin 5×10-5 mstrains, mikä on verrattavissa vetolujuustestien tuloksiin. Koska RB SiC:tä valmistetaan monissa eri muodoissa ja kokoissa, sitä voidaan käyttää monissa sovelluksissa.

Erinomainen korroosionkestävyys

Piikarbidi on yksi markkinoiden kovimmista ja kestävimmistä keraamisista materiaaleista, ja sillä on erinomainen mekaaninen lujuus korkeissa lämpötiloissa sekä hyvät virumis- ja lämpöshokkinkestävyysominaisuudet. Lisäksi piikarbidi on erittäin korroosionkestävää – se kestää sekä happoja että emäksiä ilman, että sen rakenteellinen eheys heikkenee.

Vakaansa Si-C-sidostensa ansiosta piikarbidikeraaminen materiaali muodostaa suojaavan piidioksidipintakerroksen, joka suojaa sitä kemikaaleilta ja muilta syövyttäviltä aineilta, jotka muuten saattaisivat vahingoittaa materiaalia. Tämä tekee siitä korvaamattoman valinnan käytettäväksi kemiantehtaissa, tehtaissa ja muissa laitteistoissa.

Saint-Gobain Hexoloy SA -keraaminen materiaali on paineettomasti sintrattu piikarbidimateriaali. Verrattuna reaktiosidottuun SiC:hen paineettomasti sintrattu SiC tarjoaa pienemmän tiheyden, korkeamman puhtausasteen ja erinomaiset mekaaniset ominaisuudet, kuten vetolujuuden ja tilavuusaallon nopeuden. Lisäksi paineettomasti sintrattu SiC kestää erittäin hyvin fluorivetyhapon syövyttämistä, mikä tekee siitä ensisijaisen keraamisen valinnan teho- ja metallurgiasovelluksiin sekä luodinkestäviin levyihin, jotka on suunniteltu kestämään suurinopeuksisia ammuksia.

Erinomainen kulutuskestävyys

Piikarbidikeraamiset vuorauslaatat ja -levyt tarjoavat vertaansa vailla olevan suojan äärimmäistä kulutusta, korkeita lämpötiloja, kemikaalialtistusta ja iskuja vastaan sekä auttavat vähentämään seisokkien aiheuttamia kustannuksia ja osien vaihtokustannuksia. Ne kestävät pidempään kuin teräs tai tavalliset keraamiset tuotteet, mikä parantaa tuottavuutta ja vähentää samalla seisokkia ja osien vaihtokustannuksia.

Reaktiosidottu piikarbidikeraami (RSIC/SISIC) on tekninen materiaali, joka koostuu 7–15% piimetallista ja osittain reagoimattomasta hiilestä, kuten reagoimattomasta kivihiilestä tai öljykoksista. Duratec on erikoistunut tarjoamaan RSIC/SISIC-tuotteita eri muodoissa ja kokoina vastaamaan erilaisiin sovellustarpeisiin kaivos-, teräs-, hiili- ja kemianteollisuudessa, raaka-aineteollisuudessa sekä mekaanisissa tiivistys- tai pintahiekkapuhalluskäsittelyissä.

RSIC/SISIC:n Mohsin kovuus on 9,5, ja se on safiiria kovempaa, mutta ei timanttia. Se kestää kulutusta ja korroosiota, ja sillä on erinomainen hapettumiskestävyys, lämpöshokkikestävyys ja kemiallisesti inertit ominaisuudet, jotka pidentävät laitteiden käyttöikää ja tarjoavat hyvän vakauden – se on ihanteellinen kulutusta kestävä materiaali kouruissa, sykloneissa tai siiloissa, sillä se estää laitteiden kulumista, joka lyhentää käyttöikää, ja pidentää siten käyttöikää.