Kiselkarbid (SiC) är ett imponerande keramiskt material med enastående fysiska, mekaniska och termiska egenskaper som länge har använts som militärt och civilt ballistiskt skyddsmaterial på grund av dess förmåga att absorbera energi från höghastighetsprojektiler utan att deformeras. Det kan absorbera och avleda stötenergi.
Vid CA-testning motstod alla tre laminerade SiC-keramer framgångsrikt kulpåverkan och blev inte helt genomträngda trots flera träffar från en 8 mm kula. BFS-djupet för prover med gradvisa skikt var dock lägre än för prover med ren matris.
Hög hårdhet
Kiselkarbidplattor är hårda, starka och slitstarka material som är idealiska för många applikationer som involverar höga temperaturer eller korrosionsframkallande ämnen som syror. Med utmärkta mekaniska egenskaper som möjliggör slagtålighet och vibrationsabsorption är kiselkarbidplattor ett utmärkt materialval för kapskivor, slipskivor, eldfasta material, lagerdelar till fordonskomponenter eller värmeväxlare.
Kiselkarbidplattor har exceptionella mekaniska och termiska egenskaper, men är ändå lätta. Kiselkarbidplattorna finns i olika storlekar, tjocklekar och former - perfekta för mångsidiga kostnadseffektiva tillämpningar i olika branscher - och kan tillverkas med hjälp av olika processer, t.ex. omkristallisering, varmpressning, het isostatisk press (HIP), reaktionsbunden sintring eller reaktionsbunden sintring för tillverkningsändamål.
SiC-plattor är en av de vanligaste användningsområdena för SiC-material; en vanlig tillämpning är skottsäker keramik. Även om andra keramer kan fylla denna funktion, sticker SiC ut tack vare sin kombination av hårdhet och lätthet; dessutom motstår den kemiska attacker väl, vilket gör den lämplig för militära och brottsbekämpande applikationer.
Keramiken bornitrid (BN) och aluminiumoxid (Al2O3) används ofta för ballistiska skydd, där BN är särskilt fördelaktigt eftersom det absorberar och avleder projektilenergi medan Al2O3 ger en optimal balans mellan hårdhet och slitstyrka.
Hög värmeledningsförmåga
Elektriskt ledande kiselkarbid har näst efter aluminiumnitrid högst värmeledningsförmåga bland tekniska keramer, vilket gör det till ett utmärkt material för att sprida elektricitet och hantera värme effektivt i tillämpningar inom elektronik, halvledare och kraftgenerering. På grund av denna egenskap är det ett idealiskt material för användning i sensorer och detektorer som gas-/strålningsdetektorer samt UV-detektorer som används för miljöövervakning. Ledande SiC-ark finns i ett urval av storlekar och tjocklekar som är skräddarsydda för varje enskilt användningsområde.
Motståndskraft och kemiska hot gör Ceram-X till ett idealiskt material för militärt pansar och ballistiskt skydd, som ger utmärkt motståndskraft och motståndskraft. En av de hårdaste kända keramerna, men ändå lätt. Dessutom ger detta material exceptionellt motstånd mot kulor, pansarbrytande kulor och höghastighetsfragment - vilket ger ett oöverträffat skydd.
SiC utmärker sig genom sin låga värmeutvidgningskoefficient, vilket gör att det klarar temperaturer som andra material inte klarar. I kombination med sin utmärkta värmeledningsförmåga och styrka är SiC ett idealiskt material för kärnreaktorbeklädnader eller keramiska foder i kärnreaktorer, eftersom dess lägre densitet ger lättare möbelkomponenter och mer kostnadseffektiv energianvändning.
Motståndskraft mot korrosion
Kiselkarbidplåt erbjuder enastående korrosionsbeständighet i sura och basiska miljöer. Denna kvalitet kan även motstå temperaturer långt över smältpunkten, vilket gör den lämplig för industriella tillämpningar som kräver värmebeständighet och hållbarhet. Dessutom uppvisar detta material överlägsen styrka med Mohs hårdhetsgrader som konkurrerar med diamanter, vilket gör det lämpligt för ugnar som används för att smälta järn och stål eller pansarpläteringsprodukter för att ge skydd.
Sic-plåt har inte bara enastående korrosionsbeständighet, utan är också extremt hållbar mot erosion och nötning. De slipande egenskaperna gör den till ett eftertraktat material för tillämpningar som innefattar exakt skärning och slipning. Dessutom är det giftfritt och inert, vilket gör att dess överlägsna motståndskraft mot kemiska angrepp förstärks ytterligare.
Magnetronsprutade krom (Cr)-beläggningar kan avsevärt öka korrosionsbeständigheten hos SiC-plattor genom att ge ytterligare korrosionsskydd genom magnetronsprutade Cr-skikt, vilket demonstrerades genom nedsänkning av trycklöst sintrade SiC och obelagda plattor i smält Na2SO4-salt vid temperaturer mellan 900 och 1000 grader C i 4 timmar; obelagda plattor sönderdelades nästan helt efter denna tid medan belagda prover förblev strukturellt sunda på grund av bildandet av Cr-silicidskikt som förhindrade företrädesvis upplösning av Si.
Hög hållfasthet
Kiselkarbid (SIC) är ett av de hårdaste syntetiska materialen och har en enastående Mohs-hårdhetsgrad som nästan motsvarar diamant. Dessutom har SIC ett utmärkt förhållande mellan styrka och vikt och korrosionsbeständighet, vilket gör det lämpligt för olika användningsområden, inklusive pansar/ballistiskt skydd/skärverktyg/slitstarka komponenter och industriella ugnar och utrustningsapplikationer.
SiC/Al-kompositer har lägre CTE-värden jämfört med 6063-Al-legeringen på grund av det styva 3D-nätverket av grova och interpenetrerade stora plattliknande korn som finns i dem. Dessutom begränsar SiC-keramiken effektivt Al-legeringens expansion under termisk expansion och förhindrar att den sprider sig ytterligare i sidled.
Figur 7(a) visar hur CTE för SiC3D/Al-kompositer gradvis minskar med ökande fröinnehåll. Com-SCa0 utan frön visar det högsta CTE-värdet, medan kompositer med 15% och 20% fröinnehåll båda visar minskande CTE som når ett absolut minimivärde på 5,54 respektive 5,4×10-6 K-1.
Mikrostrukturellt visar dessa kompositer att a-SiC-kärnor påskyndade övergången från b-SiC-korn till plattliknande a-SiC-korn med enhetlig storlek och bindningshalsar, vilket ledde till större plattliknande korn med enhetlig storlek och bindningshalsar som bildar större plattliknande korn med starka bindningshalsar. Partiklar trängde in i dessa equiaxed b-SiC-korn för att bilda ett innovativt 3D-sammankopplat nätverksramverk med stark bindningsstyrka som fungerade som höghastighetskanaler för fononöverföring och därmed undertryckte termisk expansion i Al-legeringslegeringslegeringslegering.
Swedish 
English