A szilícium-karbid burkolat a legjobb védelmi megoldás

A szilícium-karbid (SiC) az egyik leggyakrabban használt ipari tűzálló kerámia, mivel rendkívül nagy sűrűséggel és kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, ami miatt kiválóan alkalmas magas hőmérsékletű és nyomású alkalmazásokhoz.

A neutron-diffrakciós és ballisztikai kísérletek rávilágítottak arra, hogy a hőhatás által kiváltott előfeszítés hogyan befolyásolja a kör alakú SiC-lapok viselkedését hőhatásos előfeszítési körülmények között, ami a lapok hőhatásos előfeszítési állapotba való kényszerülését, majd az azt követő előfeszítési szintek kialakulását eredményezi. A mikro-CT-vel végzett utólagos elemzések kimutatták, hogy a kényszerülés hogyan módosította a Hertz-kúp pályáját, ezáltal csökkentve a károsodást.

Magas hőmérsékleti ellenállás

A szilícium-karbid lenyűgöző mechanikai szilárdsággal és szilárdsággal rendelkezik magas hőmérsékleten, emellett ellenáll a savas korróziónak is. Ezen tulajdonságai miatt kiváló anyagválasztás kemencealkatrészek, fúvókák és tömítőgyűrűk gyártásához, valamint a kohászati iparban, félvezető szeletek előkészítéséhez használt szerelvényekhez és nukleáris üzemanyag-burkolóanyagokhoz.

A kerámia szilícium-karbid kiváló korrózió-, kopás- és erózióállóságot, valamint ütésállóságot, magas hőmérsékleten való kúszásállóságot és hőmérsékleti sokk ellenállást biztosít – ezek az tulajdonságok ideálisak tömítőanyagként olyan szivattyúalkalmazásokban, amelyek rendkívül változatos környezeti feltételek között működnek.

Az LS-DYNA szoftvert alkalmazták a SiC-lapok elrendezésének becsapódási felületeinek ütközési viselkedésének modellezésére egy kétlépcsős szimulációs keretrendszer segítségével. Az első lépésben a szorítás és az előfeszítés modellezésére a nem illeszkedő érintkezés szimulációját alkalmazták, amelynek eredményeként keletkező gyűrűs feszültségeket beépítették a modellbe a későbbi ballisztikai szimulációhoz; a feszültségi eredmények nagyfokú egyezést mutattak a mért adatokkal.

Nagy szilárdságú

A szilícium-karbid rendkívül kemény és nagy szilárdságú anyag. Eredményeként ellenálló képessége ideálisvá teszi olyan kopásnak kitett alkalmazásokhoz, mint a mechanikus tömítések és a golyóálló lemezek, ahol a kemény részecskék vagy felületek közötti ismételt érintkezés miatt az anyag folyamatos igénybevételnek van kitéve.

A SiC kivételes kémiai stabilitásáról ismert, ellenáll a savaknak és lúgoknak, ami kiváló anyaggá teszi a zord ipari környezetekben való felhasználásra. Ezen felül a szélsőséges hőmérsékleti viszonyoknak és a kopásnak való ellenállóképessége miatt a SiC a jelenleg elérhető legjobb kopásálló kerámiaanyagok közé tartozik.

Az LS-DYNA multifizikai szimulációs szoftver segítségével megmérték a SiC-lapka és az acélgallér gyűrűs feszültségeit. Először egy illesztési hibás érintkezési szimulációt indítottak el, majd az eredményeket ballisztikai szimulációba vitték át a feszített és feszítésmentes minták esetében; mindkét esetben a pontosság körülbelül 5×10-5 mstrains volt, ami összehasonlítható a szakítószilárdsági vizsgálat eredményeivel. Mivel számos formában és méretben gyártják, az RB SiC sokféle alkalmazásban felhasználható.

Kiváló korrózióállóság

A szilícium-karbid a piacon elérhető legkeményebb és legtartósabb kerámiaanyagok közé tartozik, amely magas hőmérsékleten is kiemelkedő mechanikai szilárdsággal rendelkezik, alacsony kúszási tulajdonságokkal és hőmérsékleti sokknak való ellenállással. Ezen felül a szilícium-karbid kiváló korrózióállóságot mutat – ellenáll mind a savaknak, mind a lúgoknak anélkül, hogy integritása csorbát szenvedne.

Stabil Si-C kötésszerkezetének köszönhetően a szilícium-karbid kerámiaanyag szilícium-oxidból álló védő felületi réteget képez, amely védelmet nyújt a vegyi anyagokkal és egyéb korrozív anyagokkal szemben, amelyek egyébként károsíthatnák az anyagot, így kiváló választás vegyi üzemekben, malmokban és egyéb berendezésekben való felhasználásra.

A Saint-Gobain Hexoloy SA kerámia egy nyomásmentesen szinterezett szilícium-karbid anyag. A reakcióval kötött SiC-hez képest a nyomásmentesen szinterezett SiC alacsonyabb sűrűséggel, nagyobb tisztasággal és kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, mint például a szakítószilárdság és a térfogati hullámsebesség. Ezenkívül a nyomásmentesen szinterezett SiC rendkívül ellenálló a fluorhidrogénsav korróziójával szemben, ami az energiaipari és kohászati alkalmazások, valamint a nagy sebességű lövedékek ellen tervezett golyóálló lemezek esetében a legkedveltebb kerámiaanyagává teszi.

Kiváló kopásállóság

A szilícium-karbid kerámia béléslapok és lemezek páratlan védelmet nyújtanak a rendkívüli kopás, a magas hőmérséklet, a vegyi anyagok hatása és az ütések ellen, valamint hozzájárulnak az állásidő-csökkentésből és a cserékkel járó költségek csökkentéséhez. Az acélnál és a hagyományos kerámiáknál hosszabb élettartamuknak köszönhetően növelik a termelékenységet, miközben csökkentik az állásidőt és a cserékkel járó költségeket.

A reakcióval kötött szilícium-karbid kerámia (RSIC/SISIC) egy műszaki anyag, amely 7–15% szilíciumfémből és bizonyos mennyiségű, reakcióba nem lépett szénből – például nem reagált szénből vagy kőolajkokszból – áll. A Duratec különféle formájú és méretű RSIC/SISIC termékek forgalmazására specializálódott, hogy kielégítse a bányászat, az acélgyártás, a szénbányászat, a vegyipar, a nyersanyag-előállító iparágak, valamint a mechanikus tömítések és a felületi homokfúvási kezelések területén felmerülő különböző alkalmazási igényeket.

Az RSIC/SISIC Mohs-keménysége 9,5, így keményebb a zafírnál, de nem éri el a gyémánt keménységét. Kopás- és korrózióálló, kiváló oxidációs ellenállással, hőmérsékleti sokk ellenállással és kémiailag inert tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek meghosszabbítják a berendezések élettartamát és jó stabilitást biztosítanak – ideális kopásálló anyagként csúszdákban, ciklonokban vagy silókban a berendezések kopásának megelőzésére, ami csökkenti az élettartamot azáltal, hogy meghosszabbítja a szolgálati élettartamot.