Kiselkarbidplattor är ett av de mest använda industri- och konstruktionsmaterialen på grund av sin hårdhet och styrka. Den här guiden beskriver deras olika användningsområden inom en rad olika applikationer.
Kiselkarbid är det material som föredras för mekaniska tätningar och pumpdelar tack vare sin hårdhet, kemikaliebeständighet och låga oxidation vid höga temperaturer - och dessutom har det en exceptionell böjhållfasthet.
Keramiska plattor av kiselkarbid
Kiselkarbidplattor är en integrerad del av moderna pansarlösningar som ballistiska sköldar och barrikader och ger skydd mot flera olika hot, t.ex. pansarbrytande projektiler och höghastighetsfragment, samtidigt som de ger ett exceptionellt skydd mot kemiska ämnen. Dessutom ger deras lätta konstruktion soldaterna större rörlighet och komfort under stridsoperationer.
Dessa plattor har exceptionell styrka samtidigt som de är motståndskraftiga mot höga temperaturer och mindre benägna att skadas än andra material. Dessutom är de giftfria och inerta för säker användning i olika miljöer.
I motsats till andra keramiska material expanderar inte dessa plattor vid uppvärmning. Tillverkade av syntetisk kiseldioxid som kombineras med kol under sintringsprocessen för att bilda ett segt men ändå elastiskt material som är motståndskraftigt mot kemiska angrepp och korrosion.
Sintring kan användas för att producera olika typer av keramik, inklusive reaktionsbunden kiselkarbid (RBSC). RBSC används ofta i värmeanordningar som ugnsinredning på grund av sin överlägsna motståndskraft mot termisk chock. Dessutom används det ofta i slitdelar som slipskivor och mekaniska tätningar på grund av dess starka nötnings- och korrosionsbeständighet. Dessutom kan det kombineras med andra material, som titan, för avancerade keramiska kompositer.
Tillämpningar
Keramiska plattor av kiselkarbid är integrerade delar av modern skyddsutrustning och pansarfordon och erbjuder exceptionellt motstånd mot olika hot. Deras extrema hårdhet, lätta struktur och överlägsna skydd gör dem ovärderliga. De är motståndskraftiga mot höga slag och nötning samt korrosion och termisk expansion; dessutom är de toxikologiskt säkra och lätta att underhålla - egenskaper som gör kiselkarbidkeramikplattor till viktiga komponenter.
Kiselkarbidkeramer är bland de mest mångsidiga tekniska keramerna på marknaden och används inom branscher som kräver hög prestanda - t.ex. 3D-printing, ballistik, kemisk produktion, energiteknik och energilagringsteknik. Dessutom ger kiselkarbidkeramik enastående slitstyrka och har utmärkta egenskaper för dimensionsstabilitet.
Ballistiska tester kräver att en stor del av den initiala projektilens rörelseenergi avleds genom keramiska brott och fragmentering, vilket förbrukar en stor del av dess hårdhet och tryckhållfasthet i processen. Därför är det avgörande att välja en keramik med hög brottseghet och hårdhet.
En effektiv lösning är en metallkeramisk komposit (MMC). Denna form av pansar består av både keramiska och metalliska komponenter, där metallkomponenten hindrar eller stoppar sprickutbredningen genom att plastiskt sträcka dess ytor och plastiskt sträcka eventuell spricktillväxt i det keramiska materialet. MMC ger i detta avseende upp till fem gånger bättre skydd än monolitisk keramik.
Egenskaper
Keramiska plattor av kiselkarbid uppvisar unika egenskaper beroende på tillverkningsmetod. Reaktionsbunden kiselkarbid (SiSiC), till exempel, har hög hållfasthet vid höga temperaturer med minimal krypning, samt utmärkt motståndskraft mot skador och kemisk korrosion; dessutom kan den motstå termiska chocker upp till 1400 grader C samt är elektriskt halvledande med en imponerande låg expansionskoefficient och låga expansionskoefficienter.
SiSiC-plattornas höga hårdhet och slitstyrka gör dem till ett utmärkt val för kapskivor och slipskivor, eldfasta material, keramiska beläggningar och halvledarsubstrat, eldfasta material samt industriell utrustning som mekaniska tätningar och pumpar, utrustning för halvledarbearbetning, elektriska isoleringsplattor och slitstarka komponenter.
Ballistiska tester visade att plattan presterade exceptionellt bra mot kulor på nivå III och III+, tack vare keramikens höga hårdhet som gjorde att den bröts i skjuvläge snarare än i böjläge, och därmed förbrukade mindre av projektilens energi, vilket ytterligare minskade anslagskraften på målen och skapade mindre fragment som minskade penetrationen ytterligare. ytterligare fragmentering ytterligare minskade den totala anslagskraften på målen eftersom fragmenteringen orsakade ytterligare fragmentering orsakade ytterligare fragmentering av frakturer; dessutom orsakade ytterligare fragmentering på grund av fragmenteringsprocesser som inträffade på målen eftersom fragmenteringen minskade anslagskrafterna eftersom penetrationen minskade den totala anslagskraften på målet; på samma sätt var detta resultat konsekvent mellan olika tjocklekar och skadenivåer mellan olika keramiska tjocklekar/skadenivåer/skador och skadenivåer som användes mot. Detta resultat var konsekvent för de tjocklekar som användes mot projektilpenetration; följaktligen konsekvent för de tjocklekar som användes mot de penetrationskrafter som tillämpades. Detta resultat var konsekvent för alla keramiska tjocklekar och skadenivåer som användes; konsekvent för alla olika tjocklekar/skadenivåer ökade med projektilens penetration mot målet krafter ökade till minskad total slagkraft minskad total kraftminskning utanför målet minskad total slagkraft minskad ytterligare minskad total. Detta resultat minskade ytterligare när penetrerad penetration minskade ytterligare ökade kraftmotståndet mot projektilpenetrationskrafterna mot projektilpenetrationskrafterna när de mättes mot penetrationskrafterna över olika tjockleks-/skadenivåer som användes mot nivåer som användes över hela tjockleks-/skadenivåer samt skadenivåer som användes som tillät projektilpenetrationskraftmotstånd mot projektilpenetration i motsats till ökade projektilpenetrationsnivåer som användes över olika keramiska tjockleks-/skadenivåer som användes mot projektilpenetrationskrafter som förväntat också. jämfört mellan tjocklek/skador etc vs mot projektilpenetration med kraftnivåer för projektilpenetration av projektilpenetrationskraft motståndskraftig projektilpenetration med kraft var motstånd ökande projektilpenetrationskrafter som motstår penetration mot penetrationskrafter för motståndskraft ökad kraft mot penetrera penetrationsnivåer än projekt vs motståndskraft tvingande projektilpenetrationskrafter mot projekt som tillåter projekt som minskar penetrationsnivåer när motstår penetrationskrafter ökade när ökad kraft mot projekt vs etc vs penetration; konsekvent konsekvent. Detta resultat är konsekvent över olika tjocklek vs etc vs motstånd. Detta resultat över tjocklekar etc vs
Material
Kiselkarbidkeramik är ett avancerat material som används inom många industrisektorer tack vare dess enastående kemiska resistens, temperaturstabilitet och termiska expansionsegenskaper. Eftersom det är mycket hårt och hållbart är det dessutom ett idealiskt materialval för skottsäkra hjälmar och västar som skyddar mot ballistiska hot som kulor och splitter.
Keramiska pansarplattor består vanligtvis av en komposit av material som kombinerar SiC:s skottsäkra egenskaper med ytterligare element som borkarbid eller polyeten med ultrahög molekylvikt (UHMWPE). Denna kombination förbättrar flexibiliteten, slagtåligheten och den totala prestandan hos skyddsskölden.
Sintrad SiC, som Saint-Gobains varumärke Hexoloy, tillverkas genom att råmaterial smälts till granulat och sedan smälts samman vid höga temperaturer och tryck med hjälp av olika formningsmetoder, vilket resulterar i helt förtätade keramer med exceptionell temperaturprestanda vid slutanvändning.
Reaction bonded SiC (RBSiC), vanligen kallat RBSiC, tillverkas genom reaktionssintring av poröst kolråmaterial med smält kisel. Detta resulterar i en extremt ren keramik som ger utmärkt motståndskraft mot termisk chock - perfekt för komponenter som ugnsinredning. Oxidbundet SiC är dock ett ekonomiskt alternativ och kan vara lämpligt för föremål som utsätts för temperaturer mellan 1300C-1350C (2500oF). Båda versionerna av RBSiC har otroliga egenskaper vad gäller styrka, seghet och slitstyrka, vilket gör dem till utmärkta allierade i sina respektive tillämpningar!
Swedish 
English