Gjutning av kiselkarbid

Kiselkarbidkeramik (SiC) bibehåller sin överlägsna mekaniska styrka vid temperaturer upp till 1.400C, samtidigt som dess unika kemiska korrosionsbeständighet gör den till en ovärderlig tillgång i många applikationer.

SiC-granulat används i slipmedel på grund av sin hårdhet och seghet; i eldfasta material på grund av sin värmebeständighet; i keramik på grund av sin låga expansion; i gjuterier för grovbearbetning av gjutjärnsgods.

Förbättrad styrka och hårdhet

Kiselkarbid (SiC) är en halvledare med brett bandgap och ett hårt keramiskt material som ofta används för applikationer som blästring, bilbromsar och skottsäkra västar. SiC förekommer naturligt som moissanitmineral och produceras ofta som granulat eller pulver för användning i applikationer med hög uthållighet, t.ex. skottsäkra västar.

Kiselkarbidens robusta styrka och hållbarhet gör det till det idealiska materialet för användning i ballistiska pansar, med motståndskraft mot korrosion samt termiska chocker och kemiska attacker som gör detta material mycket motståndskraftigt mot brister i försvarssystem.

SiC finns i två polymorfer: alfa med hexagonal kristallstruktur och wurtzit, och beta med zinkblendekristallstruktur. Båda versionerna har en imponerande brottseghet på 6,8 MPa m0,5 och hårdhetsvärden på 32 GPa, vilket gör SiC till ett av de hårdaste material som finns - endast diamant och kubisk bornitrid är hårdare än detta material.

Jämfört med aluminiumoxid är kiselkarbid ett ekonomiskt mer fördelaktigt keramiskt alternativ för användning i ballistiska pansar. Dess överlägsna mekaniska egenskaper och låga densitet kan dessutom mäta sig med borkarbidens för medeltunga och tunga hot.

Studier har visat att gjutna SiC-kompositer förbättras med ökande kolhalt i smältan, på grund av en ökning av eutektiska korn och ytterligare karbider på grund av högre smälttemperaturer och minskad kolbrist i smält metall. Agglomerering av SiC-partiklar resulterar också i förbättrad kornstorlek och mikrostrukturutveckling, vilket därefter leder till förbättrade mekaniska egenskaper.

Ökad hållbarhet

Kiselkarbid (SiC) är ett extremt hårt och kemiskt resistent keramiskt material som inte är en oxid och som används i slipmedel, eldfasta material, slitstarka delar och skottsäkra pansartillämpningar samt mekaniskt krävande tillämpningar som slitstarka delar. På grund av dessa egenskaper används SiC inom många områden där hårdhet är viktigt, t.ex. slipmedel för sin överlägsna hårdhet eller värmechockbeständighet eldfasta material för sin motståndskraft mot höga temperaturer eller chockchock är avgörande - inklusive slitstarka delar som används i slitstarka tillämpningar som slitstarka delar eller skottsäkert pansarskydd mot mekaniskt krävande miljöer som kräver slitstarka delar eller skottsäkra pansartillämpningar där hårdhet är viktig; vilket gör SiC lämpligt för användning i många applikationer, inklusive slitstarka delar och skottsäkra pansarapplikationer som mekaniskt krävande applikationer som slitstarka delar och skottsäkra pansarapplikationer som slitstarka delar eller skottsäkra pansarskydd från mekaniskt krävande miljöer där hårdhet spelar roll, såsom slitstarka delar och skottsäkra pansarskydd från mekaniskt krävande miljöer som slitstarka delar och skottsäkra pansarapplikationer; mekaniskt krävande applikationer inkluderar slitstarka delar och skottsäkra pansarapplikationer där SiCs höga hårdhet gör det till ett ovärderligt material som används.

Edward Goodrich Acheson gjorde för första gången carburundum (eller syntetisk moissanit) känt 1891 genom att värma lera (ett aluminiumsilikat) med pulveriserad koks (kol). Sedan 1893 har den tillverkats kommersiellt som pulverkorn eller keramiska plattor för användning i bilbromsar, kopplingar och skottsäkra västar.

Gjutna kiselkarbidprodukter levereras med exakta mått för att passa alla applikationer. Från enkla till komplexa, dessa delar är utformade för lång livslängd och maximerad driftseffektivitet, med överlägsen böjhållfasthet för ökad säkerhet under användning. CIM-SiC-delar har utmärkt motståndskraft mot böjkrafter samt lång livslängd.

Ortech använder en reaktionsbindningsprocess för att producera helt tät SiC med cirka 10% metalliskt kiselinnehåll, och möjliggör lågkostnadsformningsmetoder som gjutning, torrpressning eller isostatisk pressning. Våra bondade SiC-produkter har överlägsen värmeledningsförmåga jämfört med konventionella obundna keramer.

Ökad korrosionsbeständighet

Kiselkarbid (SiC) är en oorganisk kemisk förening av kisel och kol. Det finns naturligt i det sällsynta mineralet moissanit, men har sedan 1893 producerats för industriellt bruk i både pulver- och kristallform för användning som slipmedel. Korn av detta material kan också bindas samman för att skapa extremt hård keramik; dopning med kväve eller fosfor skapar halvledare av n-typ medan dopning med berylliumaluminiumgallium eller bor kan ge halvledare av p-typ.

Polyimid utmärker sig genom att vara olösligt i vatten, alkohol och syror - vilket gör det mycket motståndskraftigt mot tuffa kemiska miljöer som kan korrodera mindre motståndskraftiga material. Denna egenskap gör polyimid idealiskt för applikationer där komponenter kan utsättas för potentiellt korrosiva miljöer som kräver motståndskraftiga material som det här.

Keramik är känt för sin imponerande styrka och seghet. Brottseghet på 6,8 MPa m0,5 och Youngs modul på 440 GPa vittnar om dess motståndskraft; med en hårdhet på 32 GPa rankas det dessutom endast av diamant och borkarbid som material med högre hårdhetsnivåer.

Ortech erbjuder helt täta kiselkarbidkeramer (SiC-keramer) tillverkade med reaktionsbindningsprocessen, som behåller cirka 10% metalliskt kisel, för att underlätta lågkostnadsformningstekniker som gjutning, torrpressning och isostatisk pressning samtidigt som man uppnår höga renhetsnivåer. SiC-keramik har överlägsen mekanisk hållfasthet vid högre temperaturer samtidigt som den ger enastående kemisk korrosionsbeständighet.

Ökad värmebeständighet

Kiselkarbid är ett av de hårdaste materialen på jorden; endast diamant och kubisk bornitrid (CBN) kommer i närheten. Dessutom har kiselkarbid exceptionella termomekaniska egenskaper som gör det till ett utmärkt materialval för applikationer som kräver att det fungerar under både termiskt och mekaniskt krävande förhållanden; vilket gör det lämpligt för slipmedel, slitstarka delar och eldfasta material samt ballistiska pansarapplikationer.

Det har visat sig att ympning med kiselkarbid avsevärt förbättrar den metallurgiska kvaliteten på grått gjutjärn. Gjuteriexperten Li Chuanshi skrev att förbehandling med ympning kan minska underkylningen av smält järn, förhindra vit mun, öka eutektisk kornhalt och hjälpa till att förhindra grafitbildning av B-typ, E-typ och D-typ.

När porös kiselkarbid exponeras för smält järn bildar partiklarna kärnor och växer runt grafitkärnor för att stabilisera deras storlek och form, vilket bidrar till att förhindra att grafitutfällningar bildar fjällande skal eller sfäroid tillväxt som skulle kunna försämra gjutresultatet.

Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories erbjuder både sintrad och reaktionsbunden porös och helt förtätad kiselkarbid (SSiC). Kontakta oss nu för att ta reda på vilka material som skulle fungera för din applikation, eller för att diskutera hur vi kan utveckla den perfekta produkten baserat på våra ingenjörers expertis när det gäller att skapa allt från härdplattor och rekuperatorrör till skjutplattor och slitstarka plattor.