Carbure de silicium réfractaire

Les briques réfractaires en carbure de silicium sont des réfractaires très efficaces utilisés dans les environnements à haute température. Leur excellente résistance aux chocs thermiques et aux attaques chimiques, leur excellente résistance à l'abrasion et leur dureté rivalisant avec celle du diamant ne sont que quelques-uns de leurs nombreux avantages.

Les réfractaires à faible taux de dilatation thermique, comme ce type de matériau, conviennent aux environnements à haute température et possèdent une grande solidité ainsi qu'une résistance aux réactions du laitier.

Caractéristiques

Les réfractaires en carbure de silicium offrent une excellente efficacité thermique et sont capables de transformer la chaleur en travail, tout en réduisant les émissions et en évitant de rejeter des fumées toxiques dans l'environnement. Leurs caractéristiques les rendent parfaits pour les applications nécessitant des températures élevées ; en outre, ces réfractaires sont suffisamment durables pour durer des années sans avoir besoin d'être remplacés et ils sont résistants à la corrosion et aux attaques chimiques.

Les matériaux réfractaires sont conçus pour résister à des niveaux élevés de contraintes thermiques et de chocs mécaniques, comme les briques de carbure de silicium. Leur dureté rivalise avec celle du diamant, ce qui les rend solides et durables - ils résistent même à l'usure, à la corrosion acide et alcaline et présentent une conductivité thermique exceptionnelle pour la dissipation de la chaleur.

Le carbure de silicium noir est un matériau réfractaire exceptionnel dont le point de fusion est d'environ 2 700 degrés C. Il est couramment utilisé pour le revêtement des cellules d'électrolyse et des fours électriques. Il offre une résistance supérieure à la chaleur et une immunité contre les réactions de scories, avec un faible coefficient de dilatation thermique.

La présente invention décrit un nouveau matériau céramique réfractaire composé de carbure de silicium noir et de fine poudre d'aluminium. Ce composite présente des améliorations significatives en termes de résistance à chaud, de résistance au fluage et de résistance à la corrosion par rapport aux travaux antérieurs, sans parler des économies significatives réalisées du fait que sa fabrication ne dépend pas de l'alumine en tant que matière première.

Applications

Les briques réfractaires en carbure de silicium sont idéales pour les environnements à haute température en raison de leur résistance exceptionnelle aux chocs chimiques et thermiques et de leur faible coefficient de dilatation thermique. En outre, ces matériaux réfractaires durables présentent une excellente résistance aux chocs, ce qui les rend parfaits pour le traitement chimique, la production de céramiques et les processus métallurgiques.

Les fabricants de matériaux réfractaires utilisent des grains de carbure de silicium noir pour fabriquer des briques réfractaires, des plaques et d'autres formes utilisées dans les industries métallurgiques et céramiques. Les matériaux réfractaires fabriqués avec ces grains recouvrent généralement les fours, les brûleurs, les supports de four ou d'autres équipements industriels et peuvent résister à des températures allant jusqu'à 1000 degrés Celsius malgré des changements de température fréquents.

La faible densité des briques de carbure de silicium noir les rend plus faciles à manipuler, ce qui permet de réduire considérablement les coûts d'expédition et le temps de construction. En outre, ces briques peuvent être coupées à l'aide d'outils conventionnels pour être façonnées ou formées.

Le carbure de silicium est largement utilisé dans l'industrie pétrochimique pour les conteneurs et les pipelines anticorrosion, les réfractaires céramiques, les réfractaires et autres produits céramiques en raison de sa résistance chimique supérieure, de ses propriétés de dilatation thermique et de sa dureté, qui n'a d'égale que celle du diamant. En tant que matériau résistant à l'usure, il constitue un choix idéal pour les pièces résistantes à l'usure telles que les tuyères et les roulements. Il peut même convenir aux environnements à haute température tels que les turbines à gaz et les tuyères de fusée.

Propriétés

Le carbure de silicium réfractaire a de nombreuses applications dans l'industrie, notamment dans les fours. Il peut supporter des températures élevées tout en restant résistant à la plupart des acides, alcalis et autres produits chimiques corrosifs - idéal pour la plupart des processus de production d'acide. Lorsque vous choisissez le matériau réfractaire en carbure de silicium adapté à vos besoins, tenez compte des exigences en matière de plage de températures et d'environnements chimiques, ainsi que de votre budget, car différents matériaux sont proposés à différents prix.

La principale caractéristique de l'invention réside dans le fait qu'elle consiste à créer un matériau réfractaire en faisant réagir et en frittant ensemble du corindon et du carbure de silicium sans les classer et les composer séparément comme dans l'art antérieur, produisant ainsi un matériau présentant une résistance à chaud et une résistance à la corrosion supérieures à celles des matériaux fabriqués par des processus indépendants de classement et de composition des matières premières.

La deuxième caractéristique est que cette invention fournit un matériau réfractaire amélioré qui se caractérise par une grande stabilité chimique et une faible dilatation thermique. Cette amélioration est obtenue en utilisant la mullite au lieu de la silice ou de l'alumine comme agent de liaison pendant le frittage, car elle offre des structures de liaison plus fortes entre les grains de carbure de silicium, ainsi qu'une distribution poreuse fine des cristaux de nitrure de silicium qui sont répartis uniformément dans une brique ainsi qu'entre les gros grains de carbure de silicium.

Fabrication

Le carbure de silicium est depuis longtemps utilisé comme matériau de matrice pour le développement de composites à haute température en raison de son excellente résistance à des températures élevées, de sa résistance au fluage et de son faible coefficient de dilatation thermique. Les réfractaires contenant de la silice, de l'argile, du silicate ou de la mullite comme liant ont utilisé le carbure de silicium, mais en raison de leur prix élevé, ils sont rarement utilisés. Récemment, des combinaisons de haute technologie telles que le nitrure de silicium combiné au carbure de silicium ainsi que l'oxynitrure de silicium combiné au carbure de silicium ont été développées et sont produites à l'échelle industrielle pour être utilisées dans des applications métallurgiques.

Les briques réfractaires composées de carbure de silicium peuvent être utilisées comme matériau de revêtement de four et comme garniture de four céramique à des températures supérieures à 1 800 degrés F (982 degrés C), offrant ainsi une protection efficace contre les radiations. Elles sont résistantes aux acides et aux alcalis et supportent des températures allant jusqu'à 982 degrés Celsius (1 800 degrés Fahrenheit). Les briques réfractaires fabriquées dans ce matériau jouent également un rôle efficace dans la protection des parois des réacteurs nucléaires contre l'exposition aux radiations.

La fabrication de carbure de silicium réfractaire nécessite le mélange d'un réfractaire de type silice-alumine avec une fine poudre d'aluminium, le moulage et le séchage avant la cuisson dans une atmosphère contenant principalement de l'oxyde de carbone gazeux. Lorsque la cuisson commence, la silice du réfractaire est réduite avec la poudre d'aluminium métallique pour former du silicium métallique, tandis que le corindon et le carbure de silicium se carbonisent simultanément, produisant une texture intercalaire composée de corindon et de carbure de silicium qui présente une plus grande résistance à chaud et une plus grande durabilité que les produits précédemment fabriqués qui nécessitaient la production séparée du carbure de silicium et de l'alumine. On obtient ainsi un produit présentant une meilleure résistance à chaud et une plus longue durée de vie que ceux qui nécessitaient une préparation coûteuse des deux réfractaires produits séparément contenant du silicium métallique et du carbure de silicium avant de les cuire ensemble.