Ränikarbiidipulbrid revolutsiooniline keraamiline tugevus

Ränikarbiid (SiC) on inertne, kõva keraamiline materjal, millel on suurepärased füüsikalised omadused. Kasutatakse tulekindlates materjalides ja abrasiivmaterjalides oma kõvaduse tõttu, samuti kõrge temperatuuriga rakendustes, kus termiline stabiilsus ja kulumiskindlus on esmatähtsad.

Ainult teemant ja borkarbiid on kõvemad kui SiC. Kõrge puhtuse korral võib SiC tunduda värvitu; vastasel juhul võib see Lely-meetodil toodetud materjal omandada musta varjundi.

Kõvadus

Ränikarbiid - mida tavaliselt nimetatakse karborundiks - on ränist ja süsinikust koosnev erakordselt kõva keemiline ühend, mis esineb looduses ainult aeg-ajalt moissanitina; alates 19. sajandi lõpust on aga masstootmine toimunud nii pulbri kui ka kristallide kujul.

Musta ränikarbiidi (SiC) kasutatakse sageli abrasiivides selle kõva ja kulumiskindla omaduste tõttu. Lisaks sellele võib SiC-i leida ka tulekindlate vooderdiste, küttekehade/kuumutuselementide/lõiketööriistade/ja LED- ja elektriseadmetes kasutatavate pooljuhtpõhiste põhimike osana.

Nitriidiga seotud ränikarbiidi (NB SiC) toodetakse nitriidimise teel, mille käigus kuumutatakse toores ränikarbiidi terasid ja segatakse lämmastikku sisaldavate ühenditega, et moodustada tihedat ja mehaaniliselt tugevat komposiitmaterjali. Lisaks sellele on sellel ränikarbiidi vormil suurepärane termilise šoki vastupidavus, mis võimaldab taluda kiireid temperatuurimuutusi ilma, et see aja jooksul praguneks või laguneks.

Tugevus

Ränikarbiid on üks tugevamaid mitte-oksiidseid keraamilisi materjale, millel on erakordselt kõva Knoopi kõvadus, mis jääb teemandi ja kuubilise boornitriidi vahele ja tagab pikaajalise kulumis- ja rebenemiskindluse ning vastupidavuse äärmuslikele temperatuuridele ja pingetele.

Musta SiC-pulbrit kasutatakse laialdaselt auto- ja kosmosetööstuses metalli- ja keraamiliste detailide lihvimiseks, poleerimiseks ja lappimiseks, et saavutada täpsed mõõtmed ja sileda pinnakattega detailid. Tänu oma suuremale tugevusele kui teemant, valitakse see abrasiiv sageli konkurendi asemel.

Reaktsiooniga seotud ränikarbiidi (RB SiC) toodetakse sulatatud räni süstimise teel poorse süsinikmaterjali sisse, mis on kujundatud soovitud detaili kuju järgi, saades tulemuseks suure jõudlusega, kemikaalikindla ja madala soojuspaisumiskoefitsiendiga struktuurikeraamika. RB SiC võib leida pumbates ja mehaanilistes tihendites, laagrites ja suuremates kuluvates osades.

Vastupidavus

Ränikarbiid on üks kolmest kõige kõvemast ainest Maal, teisel kohal pärast teemanti ja borkarbiidi. Tänu sellele uskumatule kõvadusele peab ränikarbiid vastu nii äärmuslikule survele kui ka mehaanilisele koormusele, mistõttu sobib see lennundus- ja kosmosetööstuses, autotööstuses ja lõiketööriistades.

Suure jõudlusega keraamika on väga vastupidav korrosioonile ja kulumisele ning talub kiireid temperatuurimuutusi ilma pragunemata või deformeerumata. Lisaks saab seda töödelda funktsionaalseks keraamikaks, täiustatud tulekindlateks materjalideks ja isegi abrasiivmaterjalideks.

Must ränikarbiidipulber (SiCp) on oluline vahend metalli, keraamika ja klaasi lihvimisel, lihvimisel ja poleerimisel, et saavutada täpsed mõõtmed ja siledad pinnad. Lisaks abrasiivmaterjalina kasutamisele võib SiC olla ka antioksüdant terasetööstuses ja valukojas ning kõrgete temperatuuride suhtes vastupidav materjal valukojas. Muud SiC-variandid on nitriidiga seotud ränikarbiid (NB SiC) ja paagutatud reaktsiooniga seotud ränikarbiidnitriid (SRBSN); nende protsesside käigus toodetakse SRBSNi vastupanuahju kuumutamisel.

Kuumakindlus

Ränikarbiid on ideaalne materjalivalik rakenduste jaoks, mis nõuavad äärmist vastupidavust ja kõvadust, näiteks autode pidurid või keraamilised plaadid, mida leidub kuulikindlates vestides. Lisaks sellele on sellel materjalil suurepärased keemilise vastupidavuse omadused ja see talub isegi kõrgeid temperatuure, ilma et see sulaks.

Moissaniit on üks kõvemaid sünteetilisi materjale, mille Mohsi kõvadus on 9, mis on võrreldav teemandiga. Kuigi looduslikult esineb see haruldase mineraalina moissanit, kasutatakse selle kõva sünteetilise aine massilisel tootmisel paagutamisprotsessis räni- ja süsinikupulbrit.

Ränikarbiidi tugevus suureneb lõõmutamisel tänu mittepolaarsete pindade vesiniksidemetele ja see on kasulik desoksüdeerijana terasetootmises, soodustades karburiseerimist ja suurendades sulamielementide taastumismäära. Tänu oma termilisele stabiilsusele ja keemilisele inertsusele tagavad ränikarbiidist komponendid pooljuhtplaatide töötlemise seadmetele usaldusväärse toimimise ka kõrge temperatuuriga keskkondades.

Juhtivus

Ränikarbiidipulbrid pakuvad ideaalset kõvaduse ja elektrijuhtivuse kombinatsiooni, kui neid kasutatakse abrasiivina või kulumiskindlates keraamilistes komponentides, samuti siduvad nad omavahel paagutamise teel, et luua kõrgtehnoloogilisi tööstuskeraamikatooteid.

Ränikarbiidkeraamika on tänapäeval muutunud üheks kõige nõutumaks keraamiliseks materjaliks tänu oma märkimisväärsetele omadustele, mis ulatuvad äärmuslikust vastupidavusest ja korrosioonikindlusest kuni termilise stabiilsuse ja kuumataluvuseni - omadused, mis on teinud sellest ühe esmavaliku nii autode piduriklotside kui ka kuulikindlate vestide plaatide jaoks. Ränikarbiid tagab nii tugevuse kui ka termilise vastupidavuse.