Kiselkarbidplattor används ofta i olika industriella applikationer på grund av deras styrka, hållbarhet, korrosionsbeständighet och värmeledningsförmåga. I den här artikeln tar vi en djupare dykning i denna typ av keramiskt material.
Reaktionsbunden kiselkarbidtillverkning (RBSC) är en etablerad teknik för att tillverka SiC-keramik. För att göra detta måste högkvalitativa råvaror som natursand och malen kvarts tillhandahållas, tillsammans med petroleumkoks med låg askhalt som kolkälla.
Hårdhet
Kiselkarbid (SiC) är en svart konstgjord kristall som vanligen används i slipverktyg, eldfasta material och tekniska tillämpningar. På grund av sin hårdhet, låga densitet och ballistiska prestanda är SiC ett idealiskt materialval i pansarplattor tack vare sin överlägsna hårdhet, ballistiska prestanda och brottseghet - båda egenskaperna är motståndskraftiga mot sprickbildning. Dessutom har SiC låg termisk expansionskoefficient vilket gör att det behåller sin form även vid plötsliga temperaturförändringar.
SiC finns i olika former, storlekar och tjocklekar - den vanligaste formen är sinterad hårdmetall (SCC). SCC har många användningsområden inom industrier och militär verksamhet, t.ex. kapskivor och slipskivor för skärande bearbetning, eldfasta material för användning i industriella miljöer samt munstycken till jetmotorer och höghastighetskomponenter samt skottsäkra västar av militär kvalitet.
SiC:s hårdhet bestäms av både dess mikrostruktur och kemiska sammansättning, där kisel utgör 93% av sammansättningen. Vid tillverkning av SiC används olika tekniker, bland annat varmpressning, isostatisk varmpressning och sintring med reaktionsbindning; i varje process kombineras pulver med bindemedel innan det värms upp till höga temperaturer tills ett exceptionellt hårt material uppstår med överlägsna mekaniska egenskaper som motstår korrosion och slitage.
Korrosionsbeständighet
Korrosion är en oundviklig del av metaller och legeringar, som ofta uppstår med tiden och leder till kostsamma driftstopp för utrustning eller maskiner. Därför är det viktigt att välja material som är motståndskraftiga mot korrosion; kiselkarbidplattor har visat sig vara mycket toleranta mot korrosion samtidigt som de klarar tunga belastningar och stötar samt höga temperaturer - perfekt för krävande industriella miljöer.
Slitageplattor av kiselkarbid har en snabb global efterfrågan på grund av flera faktorer, där tillväxtekonomierna driver på den industriella expansionen genom att genomföra infrastrukturprojekt och tillverkningsaktiviteter som ökar tillverkningsaktiviteterna, vilket leder till att tillverkarna söker efter högpresterande material som säkerställer effektivitet och hållbarhet för användning i dessa slitplattor.
Stränga miljöbestämmelser och strävan efter hållbara tillverkningsmetoder driver på efterfrågan på SiC-slitplattor, ett miljövänligt alternativ till stål- och volframkarbidplattor som används för industriella tillämpningar. Deras överlägsna prestanda i tuffa industriella applikationer gör SiC-slitplattor till kostnadseffektiva lösningar i många fall; deras motståndskraft mot sura kemikalier gör dem till utmärkta kandidater för keramik- och glasproduktion medan deras förmåga att motstå korrosion från slipande partiklar bidrar till att avsevärt sänka underhållskostnaderna och förlänga utrustningens livslängd.
Termisk ledningsförmåga
Värmeledningsförmågan mäter hastigheten och storleken på värmeflödet genom fasta material i tidsenheter per ytenhet vid en pålagd temperaturgradient. Den bestäms av faktorer som fassammansättning, mikrostruktur och temperaturgradient. Metaller tenderar att ha en mer konsekvent värmeledningsförmåga på grund av fritt rörliga valenselektroner som överför värmeenergi, medan icke-metalliska material i högre grad förlitar sig på koppling av fononer, vilket gör dem mindre värmeledande än sina metalliska motsvarigheter.
Kiselkarbid är en kolhaltig kristall som på grund av sin hårdhet och styrka ofta används som slipmedel. På grund av sina exceptionella termiska egenskaper och låga värmeutvidgningskoefficient är kiselkarbid ett idealiskt material för högtemperaturapplikationer med en värmeledningsförmåga på upp till 120 watt per meter kelvin, vilket gör det mycket effektivt för värmeavledning.
Ett materials värmeledningsförmåga beror på många variabler, bland annat dess gitterstruktur, partikelform och -storlek, föroreningar i materialet, porositet (hålrum eller gasfickor kan minska ledningsförmågan), materialets kristallstruktur - där FCC-strukturer är mer värmeledande än BCC (kroppscentrerad kubik).
Lättvikt
Plattor av kiselkarbid har ett överlägset vikt/hållfasthetsförhållande jämfört med traditionella pansarmaterial, vilket möjliggör större rörlighet utan att skyddsnivån försämras. Dessutom gör materialets motståndskraft mot nötning och korrosion det till ett populärt val för lastbärande applikationer i högtemperaturmiljöer; dessutom har det snäva dimensionstoleranser och låga värmeutvidgningstal vilket gör kiselkarbid idealiskt för användning i värmebehandlingsugnar.
Slitplattor av kiselkarbid har blivit mycket populära inom olika slutanvändningsindustrier, särskilt inom gruvdrift och metallurgi. Slitageplattor av kiselkarbid används för att förlänga utrustningens livslängd och effektivitet och samtidigt minska underhållskostnaderna. Marknaden för sådana plattor har expanderat kraftigt i takt med att industriautomationen ökar och kräver komponenter som kan hantera intensiva påfrestningar och stötar.
Kiselkarbidplattans tillväxt återfinns också inom marknaden för civil personlig skyddsutrustning. I takt med att vapenvåldet ökar söker civila efter avancerade pansaralternativ som erbjuder både komfort och skydd. Kiselkarbidens lätta natur ger förbättrad rörlighet medan dess överlägsna multi-hit-prestanda mot kärnhot från kulor och volframkarbid ökar användarnas säkerhet. Producenter kan skapa skräddarsydda skyddslösningar som är anpassade specifikt för användarnas behov genom formning och gjutning, vilket ytterligare ökar dess attraktionskraft i detta marknadssegment. Återvinning av kiselkarbidplattor ligger i linje med initiativ för miljömässig hållbarhet, vilket stärker dess attraktionskraft i detta marknadssegment och ökar dess närvaro ytterligare inom denna sektor av detta marknadssegment.
Swedish 
English