Kiselkarbid är ett av de hårdaste och starkaste avancerade keramiska materialen på marknaden. Tack vare sin kombination av hårdhet, elasticitetsmodul och låga specifika densitet är det ett utmärkt val för applikationer med viktbegränsningar.
LRSI-plattorna fästes på skyttelns yttre yta för att skydda den under uppstigning och återinträde i atmosfären. Dessa vitfärgade plattor hade RCG-beläggning för ökat korrosionsskydd.
Hållbarhet
Kiselkarbidkeramik erbjuder en exceptionell kombination av egenskaper som spänner över fysiska, mekaniska, termiska och kemiska områden som gör det till ett mycket mångsidigt material som lämpar sig för extrema förhållanden med relativ lätthet. Hårdheten/ nötningsbeständigheten, den termiska stabiliteten, korrosionsbeständigheten och bärförmågan visar varför kiselkarbidkeramer har ett sådant värde som en väsentlig del av moderna industriella tillämpningar.
Som en del av skytteluppdragen inspekterades LRSI-plattorna regelbundet vid Orbiter Processing Facility för att identifiera skadade eller slitna plattor och ersätta dem före nästa uppdrag. För att öka hållbarheten hos dessa plattor placerades tygskivor, så kallade gap fillers, mellan varje platta för att hindra plasma från att tränga igenom och för att möjliggöra termisk expansion och böjning av fordonets hud utan att prestandan försämrades.
Reaktionsbundna kiselkarbidplattor (RB-SiC) har visat sig vara mycket mer motståndskraftiga än LRSI-plattor i hållbarhetstester som utförts med relativt mjukare (92%-kvalitet) aluminiumoxidslipmedel, där volframkarbidkärnprojektiler penetrerade dem med en tjocklek på upp till 30 mm och hastigheter på mindre än 1000 m/s utan makroskopisk fraktur.
Värmebeständighet
Kiselkarbidkeramikens låga värmeutvidgning gör att den tål höga temperaturer med minimal skada, medan dess styrka, nötningsbeständighet och kemiska korrosionsbeständighet gör den lämplig för applikationer som blästermunstycken och keramiska rör.
Skyttlarna Columbia och Challenger var belagda med Reaction Cured Glass (RCG), som består av tetraboronsilicid och borosilikatglas och som fungerade som en effektiv kylfläns under återinträdet i omloppsbana. Denna RCG-beläggning gav termisk hantering genom att avleda överskottsvärme som genererades under återinträdet i omloppsbana.
Sintrad kiselkarbid skiljer sig från aluminiumoxid genom att vara mycket hårdare och mer motståndskraftig mot slitage och stötar, vilket gör den till det perfekta materialvalet för krävande miljöer som storkök.
Halkmotstånd
TPS-plattorna (Thermal Protection System) på rymdfärjan måste klara extrema temperaturer och luftböjningar under återinträdet i atmosfären för att inte brytas sönder under trycket och göra rymdfärjan sårbar för vrakdelar, vilket gör besättningen sårbar och osäker på om den kan återvända hem på ett säkert sätt. Om en enda bricka går sönder kan de återstående delarna lossna från farkosten och göra det omöjligt att återvända säkert.
Sintrad kiselkarbid har inte bara imponerande hårdhet och hållfasthet, utan dess slitstyrka gör det idealiskt för keramiska rör, blästermunstycken och cyklonkomponenter. Dessutom har detta material låga friktionsnivåer och är korrosionsbeständigt.
Reaction Bonded SiC är en ekonomisk produktionsteknik med lägre hårdhets- och temperaturkrav än varmpressning, vilket ger grova korn som ger lägre hårdhet och användningstemperaturer. Det kan användas i lastbärande detaljer som stödbalkar, rullar och kylluftsrör samt i smältning av icke-järnmetaller, t.ex. foder till destillationsugnar med vertikala tankar (kopparsmältugnar) och bågplåtar till zinkpulverugnar. Dessutom kan reaktionsbundet SiC tillverkas till brännarmunstycken, skyddsrör för termoelement samt specialformade konstruktionsdelar med specialformade konstruktionsdelar med specialegenskaper som utnyttjar dess lägre hårdhet och användningstemperaturegenskaper.
Motståndskraft mot korrosion
Kiselkarbid är ett av de mest avancerade keramiska material som för närvarande finns tillgängliga, näst efter diamant och kubisk bornitrid i hårdhet. Dessutom har det många önskvärda egenskaper som gör det lämpligt för många applikationer.
Aluminium är t.ex. mycket motståndskraftigt mot kemisk korrosion. Dessutom gör dess termiska expansionskoefficient (CTE) det till ett bra val för lastbärande komponenter som måste tåla snabba temperaturförändringar.
IPS-keramer bestående av SiC och B4C används ofta som pansarkeramer i lätta pansarfordon på grund av sina exceptionella bärande egenskaper, höga motståndskraft mot termisk chock, låga densitet, extrema hårdhet/ nötningsbeständighet och anmärkningsvärda kemiska inertitet i fientliga miljöer.
De främsta nackdelarna är dock att de är dyrare och sprödare än aluminiumoxidplattor och att de har sämre hörnprestanda än dessa. För att hantera dessa utmaningar har vi skapat en innovativ teknik för direktsintring som kan skapa högpresterande kiselkarbidplattor till lägre kostnad och med förbättrad hörnprestanda.
Swedish 
English