Kiselkarbid (RSiC) är ett alltmer populärt material på grund av dess överlägsna mekaniska egenskaper, inklusive hög hållfasthet, utmärkt slitstyrka och korrosionsbeständighet samt motståndskraft mot termisk chock och elektrisk ledningsförmåga.
Ugnsinredning av RSiC kan tillverkas med skräddarsydda halsområden med hjälp av en IR-laserbestrålningsmetod.
Strukturella material
Med VS-pulver och kolnanopartiklar som utgångsmaterial producerades porösa RSiC-keramer med skräddarsydda halsområden via karbotermisk reduktion och omkristallisation. Deras XRD-mönster visade att kolnanopartiklarnas ursprungliga form och diameter hade bevarats under omkristalliseringen, vilket gjorde det möjligt att fastställa ett direkt samband mellan halsdiameter och böjhållfasthet hos porösa RSiC-keramer.
Optimering av d/d0-värdet för porösa keramiska a-SiC-material är ett sätt att förbättra deras böjhållfasthet vid rumstemperatur, vilket mäter förhållandet mellan halsdiameter och mikronstora SiC-korn. Ett utmärkt böjhållfasthetsresultat kan ses för porös RSiC med ett ungefärligt värde på 0,8 när det gäller dess d/d0-förhållande.
På grund av sina överlägsna mekaniska egenskaper som korrosionsbeständighet och slagtålighet används aluminiumkompositmaterial i stor utsträckning inom flyg- och rymdindustrin och för tillverkning av militär utrustning. Dessutom används de också som bilkomponenter som utsätts för tuffa kemiska miljöer.
RSiC är också ett idealiskt material för bikakemönstrade solkraftstorn som absorberar solens starka ljus och omvandlar det till värme för att generera elektricitet. Tack vare dess motståndskraft mot termisk chock och oxidation kan kraftverken arbeta vid högre temperaturer samtidigt som den icke-förtätande mekanismen med förångningskondensation under omkristallisering möjliggör stora delar med exakta dimensioner som bidrar till att garantera både säkerhet och effektivitet för dessa kraftverk.
Porösa material
Porösa material kännetecknas av att det finns hålrum (porer, kanaler eller mellanrum). Deras egenskaper beror på porernas storlek, form, antal och placering.
Porösa materials porstruktur bestäms av en kombination av faktorer, bland annat deras morfologi och mikrostruktur - storlek och sammansättning av porbildande element - vilket gör att ett noggrant urval av dessa element för varje applikation är avgörande för att uppnå de önskade porösa egenskaperna.
Rekristalliserad sic är tack vare sin styrka väl lämpad för tillverkning av storskaliga porösa produkter som filterrör och munstycken. Eftersom omkristalliserad sic inte krymper under sintringsprocesser uppnås måttnoggrannhet, vilket är särskilt viktigt för applikationer som dieselavgaser och filtrering vid metallsmältning.
Porösa sic kan också förses med olika kemiska funktionaliteter för att passa specifika tillämpningar. De har t.ex. använts för att effektivt filtrera vatten genom att absorbera olika organiska och oorganiska föroreningar.
I en studie32 undersöktes effekten av tillsatser i porväggarna på den elektriska resistiviteten och böjhållfastheten hos mullitbundna porösa sic. Resultaten visade att användning av antingen acceptorer eller donorer som tillsatser minskade den elektriska resistiviteten genom att tillhandahålla fria laddningsbärare och korrelera med dess d/d0-värde, vilket definieras som förhållandet mellan halsdiametern och förhållandet mellan grova mikrometerstora korndiametrar.
Värmeväxlare
Kiselkarbid har många användningsområden tack vare sina utmärkta mekaniska, termiska och elektriska egenskaper. RSiC (Recrystallized Sic), en variant av kiselkarbidmaterial med unik mikrostruktur som kombinerar egenskaper som liknar andra SiC-material men även överlägsna egenskaper, gör RSiC till det perfekta materialvalet för applikationer med höga temperaturer och höga påfrestningar.
Värmeväxlare är viktiga komponenter i många industriella och kommersiella system, eftersom de överför värme mellan vätskor eller gaser utan att de kommer i direkt kontakt - detta kan ske mellan vätska-till-vätska-, gas-till-gas- eller vätska-till-gas-system; beroende på deras tillämpning kan de också behöva vara kemikaliebeständiga och slitstarka.
RSiC är ett idealiskt material för värmeväxlare tack vare sina överlägsna mekaniska och termiska egenskaper, eftersom det kan formas till olika former som platta plattor och långsträckta strukturer. Dessutom står det sig väl i högtrycksmiljöer, vilket gör det till ett lämpligt och hållbart alternativ för många olika tillämpningar.
Värmeväxlare tillverkade av RSiC kan användas i många olika kemiska processer och halvledarprocesser. Dessa växlare är utformade för att spara energi och sänka drifttemperaturerna samtidigt som underhållskostnaderna minskar. Dessutom hanterar materialet enkelt påväxt, tryckfall, korrosionsbeständighet samt scenarier med påväxt och tryckfall och finns i flera olika konfigurationer, t.ex. skal- och rörvärmeväxlare.
Elektriska funktionella material
Omkristalliserat SiC används vid tillverkning av elektriska funktionsmaterial som resistorer och termistorer på grund av dess utmärkta värmeledningsförmåga, oxidationsbeständighet och motståndskraft mot mekanisk belastning.
Sintrad porös SiC kan förändras genom dopning med olika tillsatser. Dopningsmedel ökar energikoncentrationen nära bandgapet och minskar därmed resistansen, medan djupacceptorer (t.ex. Sc och Al) kompenserar för N2-donatorer i poröst SiC och minskar dess resistans ytterligare.
Ett annat sätt att kontrollera den elektriska resistiviteten hos sintrad porös sic är att tillsätta olika metallnitrider och karbider (TiN och AlN kan förbättra resistiviteten genom att skapa ledande fasgränsförhållanden, medan karbider (NbC och TiN) kan sänka resistansen genom att inducera fasomvandling inom SiC-korn och minska resistansen genom att aktivera deras b-till-a-fasomvandlingsprocesser.
Omkristalliserad sic används ofta i utrustning för högtemperaturugnar på grund av dess utmärkta korrosions- och nötningsbeständighet, vilket gör det till det material som väljs vid beklädnad av dessa typer av enheter. Dessutom har omkristalliserad sic en stark tolerans mot termiska chocker vilket gör det lämpligt för tuffa industriella miljöer och dess starka oxidationsbeständighet förhindrar skador orsakade av sura och alkaliska kemiska miljöer vilket i sin tur gör att det kan bibehålla styrka och integritet vid höga temperaturer, vilket förbättrar utrustningens effektivitet och livslängd.
Swedish 
English