Il carburo di silicio (SiC) è una delle ceramiche refrattarie industriali più utilizzate, poiché presenta una densità elevata e ottime proprietà meccaniche che lo rendono particolarmente adatto ad applicazioni che comportano temperature e pressioni elevate.
Gli esperimenti di diffrazione neutronica e balistici hanno fornito informazioni su come la precompressione indotta termicamente influisca sul confinamento delle piastrelle circolari in SiC in condizioni di precompressione termica, determinandone il confinamento in tali condizioni e i conseguenti livelli di precompressione. Le analisi post mortem mediante micro-TC hanno dimostrato come il confinamento abbia modificato la traiettoria del cono di Hertz, riducendo così il danno.
Resistenza alle alte temperature
Il carburo di silicio presenta una notevole resistenza meccanica e tenacità alle alte temperature, oltre a essere resistente alla corrosione acida. Grazie a queste proprietà, rappresenta una scelta eccellente come materiale per componenti di forni, ugelli e anelli di tenuta, nonché per l’impiego nell’industria metallurgica, nei dispositivi per la preparazione di wafer semiconduttori e nei materiali di rivestimento del combustibile nucleare.
Il carburo di silicio ceramico offre un'eccellente resistenza alla corrosione, all'abrasione e all'erosione, oltre a resistenza agli urti, resistenza allo scorrimento a temperature elevate e proprietà di assorbimento degli shock termici: caratteristiche ideali per l'impiego come materiale di tenuta in applicazioni con pompe che operano in un ampio spettro di ambienti.
È stato utilizzato LS-DYNA per modellare la risposta all’impatto delle superfici di impatto di una matrice di piastrelle in SiC, avvalendosi di un approccio di simulazione in due fasi. Nella fase iniziale sono stati simulati il confinamento e la precompressione tramite la simulazione del contatto con disallineamento, generando sollecitazioni circolari che sono state poi mappate nel modello per la successiva simulazione balistica; i risultati relativi alle sollecitazioni erano molto coerenti con i dati misurati.
Elevata resistenza
Il carburo di silicio è un materiale estremamente duro e dotato di grande resistenza. Proprio per la sua resistenza, è ideale per applicazioni soggette a usura, come le tenute meccaniche e le piastre antiproiettile, dove il contatto ripetuto tra particelle o superfici dure lo espone a sollecitazioni ricorrenti.
Il SiC è noto per la sua eccezionale stabilità chimica ed è in grado di resistere agli acidi e agli alcali, il che lo rende un materiale eccellente per l'impiego in ambienti industriali difficili. Inoltre, la sua capacità di resistere a temperature estreme e all'abrasione rende il SiC uno dei migliori materiali ceramici resistenti all'usura attualmente disponibili.
Utilizzando il software di simulazione multifisica LS-DYNA, sono state misurate le sollecitazioni circolari sia nella piastrella in SiC che nel collare in acciaio. È stata avviata una simulazione di contatto con disallineamento, seguita dalla mappatura dei risultati in una simulazione balistica per provini sottoposti a sollecitazione e non sottoposti a sollecitazione; l’accuratezza per entrambi è risultata pari a circa 5×10⁻⁵ mstrains, valore paragonabile ai risultati delle prove di trazione. Grazie alla disponibilità in numerose forme e dimensioni, l’SiC RB può essere utilizzato in molteplici applicazioni.
Elevata resistenza alla corrosione
Il carburo di silicio è uno dei materiali ceramici più duri e resistenti presenti sul mercato; presenta un’eccezionale resistenza meccanica alle alte temperature, un basso scorrimento e un’ottima resistenza agli shock termici. Inoltre, il carburo di silicio mostra un’eccellente resistenza alla corrosione, resistendo sia agli acidi che alle soluzioni alcaline senza che ne venga compromessa l’integrità.
Grazie alla sua struttura stabile a legami Si-C, il materiale ceramico in carburo di silicio forma uno strato superficiale protettivo di ossido di silicio che garantisce protezione dalle sostanze chimiche e da altre sostanze corrosive che altrimenti potrebbero aggredirlo, rendendolo una scelta preziosa per l’impiego in impianti chimici, mulini e altre attrezzature.
La ceramica Saint-Gobain Hexoloy SA è un materiale in carburo di silicio sinterizzato senza pressione. Rispetto al SiC sinterizzato per reazione, il SiC sinterizzato senza pressione presenta densità inferiori, livelli di purezza più elevati e proprietà meccaniche superiori, quali la resistenza alla trazione e la velocità delle onde di volume. Inoltre, il SiC sinterizzato senza pressione è altamente resistente alla corrosione da acido fluoridrico, il che lo rende la ceramica di riferimento per applicazioni nel settore energetico e metallurgico, nonché per le piastre antiproiettile progettate per resistere a proiettili ad alta velocità.
Elevata resistenza all'abrasione
Le piastrelle e le lastre di rivestimento in ceramica al carburo di silicio offrono una protezione senza pari contro l'abrasione estrema, le alte temperature, l'esposizione agli agenti chimici e gli urti, consentendo di ridurre i costi legati ai tempi di fermo e alle sostituzioni. Hanno una durata maggiore rispetto all'acciaio o alla ceramica standard, garantendo una maggiore produttività e riducendo al contempo i tempi di fermo e i costi di sostituzione.
La ceramica di carburo di silicio ottenuta per sinterizzazione reattiva (RSIC/SISIC) è un materiale tecnico composto da silicio metallico 7-15% e da una certa quantità di carbonio non reagito, come il carbone non reagito o il coke di petrolio. Duratec è specializzata nella fornitura di RSIC/SISIC in diverse forme e dimensioni per soddisfare le diverse esigenze applicative nei settori minerario, siderurgico, dell’estrazione del carbone, chimico e della produzione di materie prime, nonché nei trattamenti di tenuta meccanica o di sabbiatura superficiale.
L'RSIC/SISIC ha una durezza Mohs pari a 9,5 ed è più duro dello zaffiro, ma non del diamante. È resistente all’abrasione e alla corrosione e presenta un’eccellente resistenza all’ossidazione, agli shock termici e proprietà di inerzia chimica che ne prolungano la durata e garantiscono una buona stabilità: è quindi ideale come materiale resistente all’usura in scivoli, cicloni o silos per prevenire l’abrasione delle attrezzature che ne riduce la durata, prolungandone così la vita utile.
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