Carburo di silicio legato a reazione (RBSIC) Ceramica

Carburo di silicio legato a reazione (RBSIC) Ceramica

Il carburo di silicio legato a reazione (RBSC), noto anche come carburo di silicio legato a reazione o carburo di silicio sinterizzato a reazione, è un tipo specifico e molto importante di ceramica SiC con proprietà uniche e un processo di produzione distinto. Ecco una ripartizione dettagliata.
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Descrizione
Parametri tecnici

Zibo Chenyi Advanced Materials Co., Ltd. è uno dei principali produttori e fornitori di ceramica in carburo di silicio (rbsic) legata per reazione in Cina, supporta anche un servizio personalizzato. Se hai intenzione di acquistare ceramica in carburo di silicio (rbsic) approvata CE prodotta in Cina, ti invitiamo a ricevere un preventivo dalla nostra fabbrica. Sono disponibili prodotti di qualità e prezzi bassi.

 

Ceramica di alta qualità in carburo di silicio legato per reazione (RBSIC). 
Silicon Carbide Lined Cyclone

Il carburo di silicio legato alla reazione (RBSC) è una forma di carburo di silicio prodotto attraverso una reazione chimica durante il processo di produzione. A differenza dei metodi di sinterizzazione tradizionali, in cui la polvere di carburo di silicio puro viene riscaldata a temperature elevate, il processo di reazione-di incollaggio utilizza una miscela di polvere di carburo di silicio e carbonio, che reagisce con il silicio fuso durante il processo per formare carburo di silicio. Ciò si traduce in un materiale più denso e più resistente rispetto alla ceramica standard al carburo di silicio.

 

Processo di produzione di ceramica con carburo di silicio legato a reazione (RBSIC).

 

Miscelazione delle materie prime: Il processo inizia con la miscelazione della polvere di carburo di silicio con una fonte di carbonio, tipicamente sotto forma di grafite.

Modellare: La miscela viene modellata nella forma desiderata, solitamente mediante pressatura o estrusione.

Legame di reazione: Il materiale formato viene quindi riscaldato in un forno ad una temperatura sufficientemente alta da fondere il silicio ma sufficientemente bassa da evitare la sinterizzazione del carburo di silicio. Durante questo processo, il silicio reagisce con il carbonio e il carbonio libero presente nella miscela per formare carburo di silicio (SiC), legando il materiale.

Finitura: Dopo l'incollaggio per reazione, il materiale può essere rifinito o lavorato fino alle sue dimensioni finali.

 

 

Proprietà principali della ceramica al carburo di silicio legato per reazione (RBSIC).

 

 

Elevata durezza: Il carburo di silicio è uno dei materiali più duri conosciuti, rendendo RBSC altamente resistente all'usura, all'abrasione e alla corrosione.

 

Elevata conduttività termica: RBSC ha un'eccellente conduttività termica, che lo rende utile nelle applicazioni ad alta-temperatura.

 

Resistenza all'usura: La sua elevata durezza e resistenza all'abrasione lo rendono ideale per applicazioni in cui le superfici entrano in contatto con materiali abrasivi.

 

Resistenza chimica: RBSC è resistente alla maggior parte delle sostanze chimiche, inclusi acidi e alcali, il che lo rende adatto all'uso in ambienti aggressivi.

 

Stabilità alle alte-temperature: Il carburo di silicio mantiene le sue proprietà a temperature elevate, tipicamente fino a 1400 gradi, e può essere utilizzato in applicazioni che richiedono un'elevata resistenza al calore.

 

 

Com'èCeramica al carburo di silicio legato a reazione (RBSIC).Applicato
Silicon Carbide Lined Cyclone
Silicon Carbide Lined Cyclone
Reaction Sintered Silicon Carbide
Reaction Sintered Silicon Carbide

Come viene applicata la ceramica Reaction Bonded Silicon Carbide (RBSIC) in campi ad alta-temperatura

Componenti-resistenti all'usura:

Pompe e Valvole: RBSC viene spesso utilizzato nella produzione di parti di pompe e componenti di valvole, in particolare nell'industria chimica, petrolifera e del gas, dove la corrosione e l'abrasione rappresentano i principali problemi.

Tenute Meccaniche: Utilizzato nella sigillatura di componenti per la sua durezza e resistenza all'usura.

Cuscinetti: utilizzato in ambienti soggetti a usura estrema, come nelle applicazioni meccaniche o aerospaziali ad alte-prestazioni.

Aerospaziale e automobilistico:

Dischi freno: Il carburo di silicio è comunemente utilizzato nei dischi freno ad alte-prestazioni per auto sportive e applicazioni aerospaziali grazie alla sua combinazione di elevata resistenza, peso ridotto ed elevata conduttività termica.

Turbocompressori e sistemi di scarico: Utilizzato per la resistenza alle alte-temperature nei turbocompressori e nei sistemi di scarico.

Gestione termica:

Scambiatori di calore: Grazie alla sua elevata conduttività termica, RBSC viene utilizzato nei componenti degli scambiatori di calore nei sistemi industriali e di generazione di energia.

Mobili per forno: Utilizzato in forni e forni, soprattutto dove sono richieste alte temperature e resistenza all'usura.

Applicazioni nucleari:

Rivestimento del combustibile nucleare: In alcuni reattori nucleari, l'RBSC viene utilizzato come materiale di rivestimento per il combustibile nucleare, grazie alla sua capacità di resistere alle radiazioni e al calore estremo.

Elaborazione chimica:

Recipienti di reazione: RBSC viene utilizzato in recipienti e altre apparecchiature coinvolte nella manipolazione di prodotti chimici aggressivi, in particolare nella lavorazione di sostanze corrosive.

Difesa e Armatura:

Armatura balistica: RBSC viene utilizzato nei materiali per armature di veicoli militari e dispositivi di protezione personale grazie alla sua durezza e resistenza agli urti.

 

Come viene applicata la ceramica Reaction Bonded Silicon Carbide (RBSIC) nei campi di resistenza all'usura
L'elevata durezza e il basso coefficiente di attrito del SiC gli conferiscono un'eccellente resistenza all'usura, rendendolo particolarmente adatto a diverse condizioni di usura per strisciamento e attrito. Il SiC può essere modellato in varie forme con elevata precisione dimensionale e levigatezza della superficie, fungendo da tenute meccaniche in molti ambienti difficili, caratterizzati da buona tenuta all'aria e lunga durata. Inoltre, l'uso del carbonio come ausilio alla sinterizzazione nel SiC sinterizzato senza pressione allo stato solido- migliora il potere lubrificante del materiale, prolungandone la durata.

 

Nell'industria mineraria e metallurgica, la ceramica SiC può essere utilizzata nei frantoi di minerali, nelle apparecchiature di trasporto, nei dispositivi di vagliatura, riducendo l'usura e la frequenza di manutenzione e aumentando l'efficienza produttiva. Nel settore manifatturiero, le ceramiche SiC utilizzate come materiali da taglio nelle macchine utensili e negli utensili da taglio possono migliorare significativamente la precisione della lavorazione e la durata dell'utensile, riducendo i costi di produzione. Nelle apparecchiature dell'industria chimica, le ceramiche SiC sono adatte per pompe, valvole e tubazioni, resistono alla corrosione e all'usura e garantiscono un funzionamento stabile a lungo termine delle apparecchiature. Nel settore energetico, come quello eolico e idroelettrico, la resistenza all'usura delle ceramiche SiC le rende adatte per componenti di ingranaggi nelle turbine eoliche e parti di turbine nelle centrali idroelettriche, in grado di resistere ad attriti e impatti ad alta-intensità, prolungando la durata. Nell'estrazione di petrolio e gas, la ceramica SiC può essere utilizzata nelle punte di trapano e nei corpi delle pompe, migliorando la resistenza all'usura e garantendo affidabilità in ambienti ad alta-usura.

 

68 (1)~1
Silicon Carbide Ceramic
68 (2)
68 (2)~1

 

 

Confronto tra ceramica allumina al 95% e ceramica al carburo di silicio legata per reazione

 

 

 

95% ceramica di allumina

ceramica al carburo di silicio legata per reazione

Interpretazione dell'influenza sulla resistenza all'usura

Durezza Vickers (Hv)

circa 1500-1650 kg/mm²

circa 2500-2800 kg/mm²

La durezza funge da difesa primaria contro l'usura. Con una durezza superiore di circa il 50% rispetto ai materiali convenzionali, RBSiC dimostra una resistenza superiore alla penetrazione abrasiva e all'azione di aratura. RBSiC emerge come il chiaro vincitore.

tenacità alla frattura (K1c)

circa 3,5-4,0 MPa·m¹/²

circa 4,0-4,5 MPa·m¹/²

La tenacità determina la resistenza di un materiale alla propagazione delle cricche e alla delaminazione delle particelle (usura per fatica). RBSiC dimostra prestazioni leggermente superiori, a causa dell'effetto indurente della fase metallica del silicio. Alla fine prevale l’RBSiC.

modulo di elasticità

Circa 300–350 GPa

Circa 380–420 GPa

Più alto è il modulo, minore è la deformazione del materiale sotto sollecitazione, più piccola è l'area di contatto e più debole è l'effetto di aratura. RBSiC è superiore.

densità

Circa 3,6–3,7 g/cm³

Circa 3,05–3,10 g/cm³

Il componente RBSiC è più leggero a parità di volume.

omogeneità della microstruttura

Esistono granuli di allumina e fase vetrosa, vi è differenza di durezza e modulo elastico, facile da causare usura irregolare.

Lo scheletro SiC con fase di silicio garantisce un SiC altamente uniforme come fase principale, con conseguente comportamento all'usura più coerente e prevedibile.

L'uniformità di RBSiC garantisce prestazioni di resistenza all'usura più stabili.

 

 

 
Domande frequenti

 

D: Come si produce la ceramica al carburo di silicio?

R: Innanzitutto, unisci insieme carburo di silicio grossolano, silicio e plastificanti e poi riscaldali. In secondo luogo, forma la combinazione in una forma desiderabile. Brucia questi materiali e preparali per ulteriori lavorazioni.

D: A cosa serve il carburo di silicio nella ceramica?

R: Sì, - le proprietà del carburo di silicio lo rendono una ceramica non ossidica ideale per applicazioni ad alta-temperatura. Essendo la ceramica più resistente alla corrosione-, viene utilizzata nelle tenute meccaniche e nelle parti di pompe, nonché nella forgiatura e in altre applicazioni termicamente conduttive.

D: Quali sono le applicazioni della ceramica SiC?

R: Utilizzato in semiconduttori, parafulmini, componenti di circuiti, applicazioni ad alta-temperatura, rilevatori UV, materiali strutturali, astronomia, freni a disco, frizioni, filtri antiparticolato diesel, pirometri a filamento, membrane ceramiche, utensili da taglio, elementi riscaldanti, combustibile nucleare, gioielli, acciaio, dispositivi di protezione, catalizzatori .

D: Il carburo di silicio è un materiale ceramico importante?

R: Il carburo di silicio (SiC) è la ceramica non-ossidica più utilizzata. La sua applicazione principale è come abrasivo a causa della sua elevata durezza, che è superata solo dal diamante, dal nitruro di boro cubico e dal carburo di boro [87,88].

D: Qual è la densità della ceramica al carburo di silicio?

R: La densità, la durezza Vickers e la resistenza alla flessione su tre- punti dei campioni di SiC sinterizzato sono rispettivamente 3,11 g/cm3, 19,35 ± 0,28 GPa e 225 ± 27 MPa.

D: Qual è la conduttività termica della ceramica al carburo di silicio?

R: La conduttività termica di un singolo cristallo di SiC puro arriva fino a 490 W/m-K a temperatura ambiente [44]. È superiore a quello di un singolo cristallo di Si (140 W/m-K), ma inferiore a quello di un singolo cristallo di diamante (2250 W/m-K) [44].

D: Quali sono i vantaggi della ceramica al carburo di silicio?

R: Capacità di temperature più elevate: la ceramica al carburo di silicio può funzionare a temperature molto più elevate rispetto al silicio, spesso fino a 400 gradi C e potenzialmente fino a 800 gradi C, consentendo dispositivi elettronici più efficienti in grado di gestire condizioni estreme senza un significativo degrado delle prestazioni.

D: Quali sono le materie prime per la ceramica al carburo di silicio?

R: Il processo Acheson, utilizzato per la produzione di carburo di silicio, utilizza coke di petrolio e quarzo come principali materie prime per produrre SiC in grandi quantità. Il SiC si forma mediante processo di riduzione carbotermica nel forno a resistenza termica (forno Acheson).

D: La ceramica al carburo di silicio si degrada?

R: Ad alte temperature, il carburo di silicio subisce un'ossidazione passiva e attiva, che contribuisce alla sua degradazione. L'ossidazione passiva è responsabile sia della formazione di uno strato di silice sulla parte superiore della superficie, sia dell'ossidazione attiva per il rilascio di ossidi volatili.

D: Quanto è durevole la ceramica al carburo di silicio?

R: Il carburo di silicio (SiC) è il terzo materiale più duro dopo il diamante e il nitruro di boro, il che conferisce al SiC proprietà eccellenti quali stabilità alle alte-temperature, impermeabilità agli attacchi chimici e compatibilità biologica.
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