Fördelar med kiselkarbidkeramik

Kiselkarbidkeramer har överlägsna kemiska och mekaniska egenskaper vid höga slutanvändningstemperaturer, t.ex. korrosionsbeständighet och brottseghet. Dessutom ger deras hårda och mycket starka sammansättning dem utmärkt slitstyrka - alla kännetecken på excellens för alla slutanvändningsmaterial.

Sialoner har nålliknande partiklar som flätas samman för att motstå påverkan från skärning, vilket ger överlägsen nötningsbeständighet jämfört med andra keramer och motståndskraft mot termisk chock.

Hållfasthet vid höga temperaturer

Kiselkarbid är en av de mest mångsidiga finkeramerna på marknaden och klarar höga temperaturer samt har exceptionell kemikaliebeständighet, hårdhet och slitstyrka. Tack vare dess hållfasthetsegenskaper vid höga temperaturer kan den användas i en rad olika industriella applikationer, från mekaniska tätningar och komponenter för borrning i borrhål till utrustning för halvledarbearbetning och maskindelar - för att inte glömma dess elektriska halvledningsförmåga!

Volframkarbid (WC) är ett annat segt och hållbart finkeramiskt material som ofta används i verktyg för bearbetning av hårda material. På grund av sin utmärkta temperaturtolerans, styvhet, böjhållfasthet och värmeledningsförmåga är volframkarbid ett utmärkt materialval för krävande applikationer som skärverktygsinsatser.

Volframkarbid kan också vara ett utmärkt alternativ till PCD, det syntetiska diamantmaterialet. PCD bör dock inte användas vid bearbetning av järnmetaller eftersom det kan reagera med dessa vid höga temperaturer och bilda järnkarbid.

Motståndskraft mot höga temperaturer

Kiselkarbid (SiC) är ett av de lättaste, hårdaste och starkaste avancerade keramiska material som finns idag. Dessutom har SiC exceptionell mekanisk hållfasthet vid höga temperaturer, kemikaliebeständighet, syrabeständighet och låg värmeutvidgningskoefficient, vilket gör det perfekt för 3D-printing, ballistik och energiteknik.

Karbidkeramik tål temperaturer på upp till 2200 °C, vilket är betydligt högre än vanliga lerbaserade material som endast fungerar upp till 650 °C. Keramik som fungerar vid sådana temperaturer kallas UTC och finns i många kritiska tillämpningar, t.ex. motorvärmare för flygplan och värmeplattor för halvledare.

Dessa material är lätta att bearbeta med traditionella verktyg, förutsatt att man är försiktig så att man inte skadar aluminiumoxidkristallerna i keramiken. En kil- eller toppspänningsmetod på en skärhållare bör användas för att inte slunga ut keramikbitar vid skärning, medan svarvverktyg som är särskilt anpassade för keramisk skärning finns tillgängliga som ett extra sätt att maximera data och öka skärets livslängd. Hårdmetallskär med keramisk beläggning är också speciellt utformade för dessa miljöer.

Hög hårdhet

Karbidkeramer är mycket hårdare än sina motsvarigheter i metall, vilket förklarar deras överlägsna slitstyrka. Karbidkeramer kan också användas som hårdpåsättningsbeläggningar på metallkomponenter för att förlänga livslängden och förbättra prestandan i tuffa miljöer.

Volframkarbid är en hård, tät keram som används i krävande applikationer som mekaniska tätningar och komponenter för borrning i borrhål. På grund av sin utmärkta styrka, styvhet, hårdhet och böjhållfasthet samt motståndskraft mot termiska chocker, oxidation, slitage etc. är den en utmärkt kandidat för högpresterande hårdmetaller.

Sintrade kiselkarbidkeramer är extremt hårda och slitstarka material med en Vickers-hårdhet på upp till 135 MPa. Deras extrema hårdhet beror på flera olika effekter, bland annat koncentrationen och gitterspänningen hos elektronerna i deras gitterspänningsstrukturer; högre värden ger hårdare material.

Låg friktionskoefficient

Kiselkarbidkeramik består av kol och inga syreatomer och uppvisar en anmärkningsvärd hårdhet. Deras temperaturstyrka sträcker sig upp till 1600 grader C när de utsätts för icke-oxiderande atmosfärer; dessutom uppvisar dessa keramiska material också bland de högsta värmeledningsförmågorna bland tekniska keramiska material.

Keramiska skär smörjs ofta med vätska eller fett för att minska friktionen, men detta traditionella tillvägagångssätt har flera nackdelar: vätskorna kan snabbt brytas ned i miljöer med höga temperaturer, kontaktytorna kan förorenas av metallföroreningar och öka driftskostnaderna, och användningen av smörjmedel kan öka driftskostnaderna ytterligare.

Biomassamaterial som trä, bambu och orange citrusfrukter har utforskats som kolkällor för tillverkning av kiselkarbidkeramik. Denna teknik erbjuder en miljövänlig och kostnadseffektiv väg för att skapa strukturella och funktionella keramiska material med hjälp av denna metod, såsom karbidkeramik. De har skadetolerans, seghet och en kort tillväxtcykel - idealiska egenskaper i gröna tillverkningstillämpningar där skadetolerans, seghet och tillväxtcykeltid är avgörande faktorer. De har till och med hittat tillämpningar som ersättning för stål inom fordons-, mekanik- och elindustrin samt som korrosionsbeständiga behållare/pipelines som används av gasturbiner och raketmunstycken.

Utmärkt slitstyrka

Karbidkeramer erbjuder exceptionell slitstyrka mot nötning av grova partiklar, kemisk korrosion och erosion. Därför används de ofta i materialhanteringsapplikationer för att förlänga utrustningens livslängd genom att skydda den mot slitage.

CoorsTek erbjuder formuleringar av kiselkarbid (SiC) som är utformade för att möta specifika applikationsutmaningar. Reaktionsbunden kiselkarbidkeramik (RBSiC) är idealisk för applikationer som kräver en extremt hård, tätpackad nötningsbeständig keramik med överlägsen slitstyrka och korrosionsbeständighet - den har en Mohs hårdhet på 9,5 och 5-7 gånger högre hållfasthet jämfört med nitridbunden SiC samtidigt som den har en liten termisk expansionskoefficient.

CoorsTek tillhandahåller Belzona 1812, ett tvåkomponents epoxibaserat kompositmaterial som är utformat för att reparera och skydda utrustning mot finpartikulär nötning i cementproduktionsmiljöer. Om korrosion och erosion är ett problem kan Belzona 1812 även appliceras direkt på komponenter av rostfritt stål för att öka deras korrosionsbeständighet. Som ett alternativ till keramiska nötningsbeständiga lösningar erbjuder formuleringar med titankarbonitrid (TiC) från CoorsTek exceptionell seghet, slitstyrka, korrosionsskydd och utmattningsbeständighet - alla viktiga egenskaper för framgång!