Nickel Kiselkarbid

Nickelkiselkarbid är ett exceptionellt material med otroliga egenskaper, t.ex. fyra gånger högre hårdhet jämfört med både nitrerat stål och diamanter.

Kompositbeläggningar som kombinerar elektrolytisk nickel med medelhög fosforhalt med mikroskopiska kiselkarbidpartiklar ger ökad hårdhet och utökade skyddsegenskaper.

1. Extremt hård

Kiselkarbid (SiC) är ett av de hårdaste material som mänskligheten känner till och konkurrerar med diamant när det gäller hårdhet. Det liknar sin motsvarighet i hård diamant när det gäller slitstyrka och motståndskraft mot nötning. SiC kan dessutom fungera som en superledare för elektricitet och kan dopas med n-typ eller p-typ beroende på användningsområde; dopningsmöjligheterna inkluderar kväve- eller fosfordopning samt aluminium-, beryllium- eller bor-dopning.

Krossad karborundum kan vara så hård att den används som slipmedel i modern lapidarisk konst, konsten att slipa och polera ädelstenar. Vid tryckning med karborundum appliceras det dessutom som en pasta på en aluminiumplatta innan det graveras med spetsiga verktyg för att få fram tryckmärken.

Kemisk nickel - kiselkarbidplätering (nickel-kiselkarbidplätering) är en elektrolös nickelbeläggning med 20-30% kiselkarbidpartiklar tillsatta som en speciell tillsats, för att ge överlägsen nötnings- och korrosionsbeständighet samtidigt som kraven på diamanthoning uppfylls för att uppnå exakta dimensioner och krav på ytfinhet. Denna pläteringsteknik används ofta på borrhål i förbränningsmotorer för kolvtillämpningar där glidande slitage kan vara ett problem.

2. Extremt motståndskraftig mot korrosion

Vid förnickling deponeras mikroskopiska partiklar av kiselkarbid tillsammans med nickel, vilket ger en kompositbeläggning av elektrolytiskt nickel med medelhög fosforhalt (liknande hårdkrom) och superhårda kiselkarbidkorn.

NiSiC är ett av de starkaste, hårdaste och mest slitstarka materialen på jorden och ger otrolig styrka, slitstyrka och korrosionsskydd mot aggressiva kemikalier - en egenskap som är särskilt användbar vid tunga slurryapplikationer eller vid exponering för mycket sura pumpvätskor.

TWR:s NickaSil-beläggning kombinerar hög korrosionsbeständighet, smörjförmåga och superhård kiselkarbid i en avancerad matris för maximal återställning av skadade kolvar/cylinderhål till sitt ursprungliga skick. Det är en idealisk ytbeläggningslösning för överborrade/scuffade/överborrade eller lätt nedslitna cylinderhål/kolvar som behöver återställas till sina ursprungliga specifikationer.

Korrosion av keramiska material beror vanligen på kemiska interaktioner mellan olika ytmaterial i substratet och kemiskt olika ytskikt på substratet. När det gäller substrat av kiselkarbid och kiselnitrid sker detta ofta genom att syrerika oxidskikt reagerar med kiselnitrid via en exoterm process som kallas parabolisk kinetisk mekanism.

3. Extremt låg friktion

Nickelkiselkarbid är den främsta slitstarka beläggningen. Den minskar friktionen mer effektivt än aluminium och står emot korrosion från saltstänk bättre än många liknande beläggningar.

Kiselkarbid är ett ultrahårt material som är nära att matcha diamant när det gäller hårdhet. Dessutom drar dess oleofila egenskaper till sig motorolja och får den att fastna på ytan - vilket kraftigt minskar den parasitära friktionen i moderna motorer från kolv till cylindervägg.

Elektrolös nickelplätering innebär att mikroskopiska partiklar av superhård SiC deponeras i en matris av nickel för att bilda en extremt hållbar slitstark beläggning som ger ett enastående korrosionsskydd.

NiSiC används av företag som tillverkar maskiner och utrustning för kemi-, flyg-, fordons- och andra industrier för att öka produkternas hållbarhet. Dessutom används det ofta för att reparera industriell utrustning som skadats av nötning, slag eller korrosion; och det används till och med i avancerade applikationer som rymdteleskop på grund av dess låga värmeutvidgning och höga styvhetsegenskaper. Med hårdhet, värmebeständighet och korrosionsbeständighet i ett och samma material är NiSiC ett utmärkt materialval för mekaniska komponenter i flygplan, raketer, bilar och andra fordon.

4. Hög värmeledningsförmåga

Kiselkarbid (SiC) är ett extremt hårt material som används för både slipmedel och korrosionsskydd, t.ex. korrosionsskyddande plätering eller värmeskydd. Hos TWR Service Corporation skapar elektrolös nickelplätering med SiC-partiklar en extremt slitstark och nötningsbeständig beläggning för cylinderfoder till kolvmotorer.

Värmehanteringen i kraftelektronik och optoelektronik är en stor utmaning på grund av det lokala värmeflödet som orsakar höga enhetstemperaturer5. Eftersom SiC med hög värmeledningsförmåga (k) förbättrar både prestanda och livslängd6 blir värmehanteringen en nödvändighet.

SiC är välkänt för sin överlägsna värmeledningsförmåga. Materialet har dessutom bredbandiga halvledaregenskaper som gör att elektroner lätt kan hoppa in i dess ledningsband - vilket gör det till en mycket tillförlitlig elektrisk ledare. Men i motsats till det förväntade värdet har 3C-SiC som rapporterats i litteraturen ett oväntat lägre intrinsiskt k än förväntat1,9. En möjlig orsak kan vara exceptionellt stark spridning av bordefekt-fononer1,9. Författarna studerade hur sammansättning och ytmorfologi påverkar värmeledningsförmågan hos ANF-baserade SiC-kompositer genom att utföra TGA-, TDS-, dragprov- och röntgendiffraktionsanalyser. Resultaten visar att när viktfraktionen av kompositens termiska fyllmedel ökar, ökar också deras koefficient (k).

5. Lång livslängd för beläggning

Kiselkarbid, som ofta kallas Nikasil eller Carborundum, är ett av de hårdaste materialen på jorden och används ofta i applikationer med högt slitage och korrosion, t.ex. i motordelar, bromsar och skottsäkra västar. Dessutom har detta material utmärkt styvhet och värmeledningsförmåga, vilket gör det lämpligt för speglar till rymdteleskop.

Materialet används ofta som slipmedel och finns i två polymorfa former: alfa, med hexagonal kristallstruktur som liknar wurtzit, och beta, med zinkbländande kristallstruktur som liknar diamant. Båda versionerna är extremt hårda och kemiskt stabila samtidigt som de har utmärkta värmeledningsegenskaper; båda formerna hjälper också elektroniska enheter att motstå extrema temperaturer och spänningar, såsom lysdioder; utöver detta kan det också skäras till ädelstenar som kallas moissanit för att skäras till ädelstenar.

TWR Service Corporation erbjuder en innovativ Ni-SiC-kompositbeläggning som består av mittfosforelektrofritt nickel inbäddat med mikroskopiska kiselkarbidpartiklar i jämn fördelning, vilket skapar ett extremt tätt, jämnt och slitstarkt slit- och korrosionsbeständigt skikt på substraten. Nickel-kiselkarbidskiktet ger en förbättrad korrosions- och oxidationsbeständighet samt pläteringsstabilitet även efter flera cykler med hög strömtäthet. Detta material har också en utmärkt hållbarhet jämfört med motsvarande material i ren nickel, med avsevärt förbättrad korrosionsbeständighet.