Egenskaperna hos keramiska silikonbeläggningar

Att välja keramiska beläggningar som uppfyller alla dessa kriterier beror på mer än bara kiseldioxidhalten; kvalitetsprodukter innehåller många andra kemikalier som ger skydd, glans och enkel applicering.

Sintrade keramiska silikoner som står emot kemisk korrosion och höga temperaturer är perfekta val när det gäller krävande applikationer.

Hårdhet

Keramisk kisels hårdhet är en viktig egenskap som säkerställer dess hållbarhet och livslängd och mäts enligt Mohs skala för mineralhårdhet, som sträcker sig från mjukaste till hårdaste. Mineralhårdhet återspeglar motstånd mot permanent plastisk deformation och representerar det tryck som krävs för att orsaka skada - hårdheten hos keramiskt kisel sticker ut bland denna grupp med en Mohs hårdhetsskala som rankar den som hård (mjukast till hårdast).

Hårdhet och duktilitet hos keramer beror på dess kristallina struktur, kemiska sammansättning, porositet, kornstorleksfördelning, innehåll av andra faser, mikrostrukturegenskaper samt andra faktorer. Mikrostrukturen har en direkt inverkan på egenskaper som mekanisk hållfasthet (med hjälp av Hall-Petch-ekvationen), brottseghet, hårdhet, böjhållfasthet och dielektricitetskonstant (alla mätt med dielektricitetskonstantekvationen).

Kiselkarbid har en extremt hård Mohs-hårdhet på 9,5, vilket placerar det långt över naturliga silikatmotsvarigheter och jämförbart med diamant och kubisk bornitrid som ett av de hårdaste kända materialen. Dessutom har kiselkarbid en hög Young-modul och låg värmeutvidgningskoefficient, vilket gör det till ett utmärkt material att använda när fysiskt slitage är ett problem.

Ytbehandlingar som syftar till att öka hårdheten hos keramiskt kisel inkluderar termisk sprutning och fysikalisk och kemisk ångdepositionsteknik som minskar friktionen och förbättrar smörjningen. Termisk sprutning innebär att material smälts samman innan de sprutas på den keramiska ytan för beläggningsändamål; fysikalisk och kemisk ångdeposition innebär att tunna lager av material deponeras på ytan som tunna filmer.

Termisk stabilitet

En av de viktigaste egenskaperna hos keramiskt kisel är dess termiska stabilitet. Keramiskt kisel klarar höga temperaturer och tuffa miljöförhållanden utan att förlora integritet eller strukturell styrka och är ett utmärkt materialval för applikationer som kräver extrem värmebeständighet, t.ex. motorkomponenter för flyg och rymd eller avancerade framdrivningssystem.

Tröskelvärdet för termisk chock avser den temperatur vid vilken keramiskt kisel börjar förlora sin strukturella integritet, vilket mäts genom att utsätta det för snabb uppvärmning följt av kylning i kontrollerad takt. Spännings- och töjningstester används för att identifiera om en keramik kommer att spricka eller gå sönder, vilket ger konstruktörer och tillverkare information som de kan använda när de konstruerar och tillverkar keramiska produkter som tål även extrema miljöer.

Termisk stabilitet är en av de främsta fördelarna med kiselkarbid jämfört med andra keramiska material. Även om andra keramiska material som aluminiumoxid, zirkoniumoxid och kiselkarbid alla har sina egna styrkor, kan inget matcha kiselkarbid när det gäller termisk prestanda.

Termisk omvandling av keramifierbara silikonkompositer omfattar flera delprocesser, bland annat nedbrytning av polymer och förändring av fassammansättningen. Att förstå deras egenskaper och inverkan på den slutliga kompaktheten är av särskild betydelse när man arbetar med komplex keramisk kemi. Syntes av keramiskt kisel kan åstadkommas med hjälp av olika fasta och flytande kemiska prekursorer; såsom alkoxidprekursorer som tetraetoxysilan (TEOS) eller dibutyltindilaurat (DBTDL); samt oorganiska råmaterial som fumed silica erhållen genom kemisk utfällning eller sol-gel-process.

Elektrisk isolering

Silikoner är mycket effektiva elektriska isolatorer, vilket gör dem till ett attraktivt materialval för användning inom elektronik och elektriska applikationer som kondensatorer, isolatorer och dielektriska beläggningar. Deras icke-ledande egenskaper gör att de kan separera ledare utan att överföra elektricitet; skydda människor från att få stötar av ledningar eller komponenter som bär elektrisk ström; samtidigt som de inte skadas av plast eller metaller som absorberar och överför elektrisk ström.

Högspänningssystem förlitar sig på keramisk isolering i form av elektriska kontakter, bussningar och transformatorer för skydd mot spänningsspänningar som annars skulle kunna orsaka systemfel. Dessutom säkerställer medicinsk utrustning som är beroende av keramiska isolatorer patientsäkerheten och enhetens tillförlitlighet.

Keramiskt kisel utmärker sig bland avancerade keramer genom att erbjuda en idealisk kombination av mekaniska, termiska och elektriska egenskaper, vilket gör det lämpligt för en rad krävande industriella tillämpningar, allt från den tuffa miljön i jetmotorer till medicinska implantat med exakta krav.

Master Bond tillhandahåller flera specialformuleringar av keramiska silikonkomponenter som är utformade för att uppfylla de stränga kraven i deras tillämpningar, t.ex. MasterSil 153AO:s additiva härdningsprocess. Detta silikonlim har en låg termisk expansionskoefficient (CTE) för enklare hantering över ett brett temperaturområde och minskad påfrestning på fogar och anslutningar. Dessutom bidrar dess UV-strålningsbeständighet och vattenbeständighet till att minimera uppbyggnad som kan leda till fel som torrbandsbågar och överslagsfel.

Motståndskraft mot slitage

Keramiska material spelar en viktig roll för säker drift av mekanisk utrustning och mekaniska delar. Deras slitstyrka påverkar direkt produktionsnivåer, underhållsscheman och driftskostnader; slitstarka beläggningar och plattor bidrar till att förlänga utrustningens livslängd samtidigt som kostsamma driftstopp minskas genom att begränsa läckage eller ansamling av skräp.

Keramiskt kisel är en av de hårdaste, starkaste och mest mångsidiga avancerade keramerna. Med låg densitet och exceptionell beständighet mot kemiska angrepp är keramiskt kisel ett utmärkt val för användning i krävande applikationer.

Reaction Bonded Silicon Carbide (RBSC) är ett exceptionellt keramiskt material med enastående erosions- och nötningsbeständighet samt enastående egenskaper vid förhöjda temperaturer. Mohs hårdhet på 9,0 gör att det kan formgjutas, samtidigt som det har fyra till fem gånger högre hållfasthet än aluminiumoxidmaterial och sju gånger längre livslängd.

Den unika kombinationen av egenskaper hos keramiskt kisel gör det till ett utmärkt val för användning i tribologiska applikationer som munstycken, blästermunstycken, keramiska foder och hydrocyklonkomponenter. Keramiskt kisel fungerar också som en ekonomisk ersättning för traditionella metaller eller kaklade keramiska foder i applikationer som cykloner, rör, trattar och rör - dess breda utbud av användningsområden gör keramiskt kisel till ett standardval inom industrin.