Ränikarbiidmaterjalide eelised ja tüübid?

Suurepärane jõudlusränikarbiidtuleneb selle kovalentsest kristallstruktuurist (räni aatomid on tihedalt seotud süsinikuaatomitega, sideme energia on koguni 432 kJ/mol). Selle peamised eelised on järgmised:

 Ultra-kõrge kõvadus ja kulumiskindlus:Mohsi kõvadusega 9,2-9,5, mis on teine ​​pärast teemandit, ja mikrokaredusega 2800–3300 HV on selle kulumiskindlus 10–20 korda suurem kui tavalisel terasel, mis talub tugevat hõõrdumist ja lööke, mistõttu sobib see kulumiskindlate osade jaoks.

 Suurepärane kõrge{0}}temperatuuri stabiilsus:Sulamistemperatuuriga kuni 2700 kraadi jääb see stabiilseks õhukeskkonnas alla 1600 kraadi ilma märkimisväärse oksüdatsioonideformatsioonita; selle lineaarpaisumise koefitsient on ainult 4,5 × 10⁻⁶/kraadi (20-1000 kraadi), mis on palju madalam kui metallmaterjalidel, millel on suurepärane mõõtmete stabiilsus kõrgetel temperatuuridel.

 Tugev keemiline korrosioonikindlus:See ei reageeri toatemperatuuril tavapäraste söövitavate vahenditega, nagu happed, leelised ja soolad, vaid reageerib kõrgel temperatuuril ainult kergelt kontsentreeritud lämmastikhappe ja vesinikfluoriidhappe seguga, muutes selle sobivaks väga söövitavas keemilises keskkonnas.

 Suurepärane soojusjuhtivus ja elektrilised omadused:Soojusjuhtivus toatemperatuuril ulatub 120-200 W/(m·K), mis on 3-5 korda tavalisest keraamikast ja 4–6 korda suurem terasest, mille tulemuseks on suurepärane soojuse hajumise efektiivsus. Pooljuhtmaterjalina on selle ribalaius (3,26 eV) 3 korda suurem kui ränil ja läbilöögi elektrivälja tugevus on 10 korda suurem kui ränil, mistõttu sobib see kõrgepinge- ja kõrgsageduslike elektroonikaseadmete jaoks.

 Kõrge mehaaniline tugevus ja löögikindlus:Paindetugevus toatemperatuuril ulatub 400-500 MPa-ni ja purunemistugevus on 3-5 MPa·m¹/², millel on tugevam löögikindlus ja väiksem rabedus kui traditsioonilistel keraamilistel materjalidel.

(1) Klassifikatsioon värvi ja puhtuse järgi (kõige sagedamini kasutatav tööstuses)

(2) Klassifikatsioon kristallstruktuuri järgi (määrab jõudluse erinevused)

-SiC (kuusnurkne kristall):

Kõrgel -temperatuuril stabiilne faas (stabiilne üle 1400 kraadi), tööstusliku ränisüsinikusulami peamine vorm, millel on kõrge kõvadus ja kõrge temperatuuriga -temperatuuri tugevus, mis sobib konstruktsioonimaterjalide ja kõrgel temperatuuril{3}}komponentide (nt ahju vooderdised, raketipihustid) jaoks;

-SiC (kuupkristall):

Madala -temperatuuri faas (stabiilne alla 1400 kraadi), sünteesitud spetsiaalsete protsesside abil, ühtlase kristallstruktuuri ja suurepärase pooljuhtide jõudlusega, sobib elektroonikaseadmetele ja kolmanda -põlvkonna pooljuhtkiibile;

-SiC (kuupkristall):

Haruldane madala temperatuuriga-variant, mis nõuab ülikõrget puhtust ja mida kasutatakse peamiselt teadusuuringutes ja tipptasemel-elektroonika valdkonnas.

(3) Klassifikatsioon tootevormi järgi (kohandatud erinevatele rakendusstsenaariumitele)

pulber:

suurus 100-3000 silma, kasutatakse abrasiivides, keraamilistes toorainetes jametallurgilised desoksüdeerijad;

Plokid/plaadid:

Kasutatakse ahjude vooderdistes, tugedes ja{0}}kõrge temperatuuriga konstruktsioonikomponentides;

Keraamilised tooted:

Vormitud komponendid, nagu tihendusrõngad, laagrid ja termopaari kaitsetorud;

Pooljuhtplaadid:

Kõrge -puhtusastmega -SiC monokristallplaadid, mida kasutatakse toiteseadmete ja raadiosagedusseadmete valmistamisel.

(1) Masina- ja abrasiivtööstus

Kasutades kõrget kõvadust ja kulumiskindlust, kasutatakse seda lihvketaste, lõikeketaste ja liivapritsi abrasiivmaterjalide valmistamiseks metallide, kivide ja klaasi töötlemiseks;
Toodab kulumiskindlaid-keraamilisi tihendusrõngaid ja laagreid, mis sobivad pöörlevatele masinatele, nagu veepumbad ja ventiilid ning mille kasutusiga on 5–10 korda pikem kui metalltihenditel.

(2) Metallurgia ja kõrgtemperatuuri{1}}tööstus

Kõrge temperatuuriga komponentidena, nagu ahjude vooderdised, tiiglid ja kandikud, sobib see kõrgel-temperatuuril alla 1600 kraadi, näiteks värviliste metallide sulatamine ja pooljuhtmaterjalide süntees;

Kasutatakse alumiiniumist elektrolüüsielementides ja tsinkpulberahju kaarplaatides, kasutades selle kõrget -temperatuurikindlust ja korrosioonikindlust, et pikendada seadme eluiga.

(3) Elektroonika- ja pooljuhtidetööstus

Kõrge-puhtusastmega -SiC plaate kasutatakse kõrge-pingeseadmete (nagu uued energiasõidukite inverterid ja fotogalvaanilised inverterid) tootmiseks, vähendades energiatarbimist ja suurendades võimsustihedust;

Raadiosagedusseadmete substraadina sobib see kõrgsageduslike{0}}stsenaariumide jaoks, nagu 5G-side ja satelliitside.

(4) Lennundus ja kõrge{1}}tootmine

Kõrge temperatuuriga{0}}komponentide, nagu raketipihustite ja gaasiturbiini labade tootmine, mis taluvad äärmuslikke temperatuure üle 2000 kraadi ja õhuvoolu mõjusid;

Kasutatakse õhusõidukite mootorite{0}}kõrgtemperatuurilistes katetes, mis parandavad komponentide kõrget-temperatuuri oksüdatsiooni- ja kulumiskindlust.

(5) Keemiatööstus

Korrosioonikindlate-torude, ventiilide ja soojusvahetite tootmine, mis sobivad tugevate hapete, tugevate leeliste ja kõrgtemperatuursete ainete transportimiseks ja reageerimiseks;
Katalüsaatorikandjana, kasutades selle suurt eripinda ja keemilist stabiilsust katalüütilise reaktsiooni tõhususe parandamiseks.

 Valik "kõvadusnõuete" alusel:

Valigeroheline ränikarbiidkõrge{0}}kõvadusega materjalide töötlemiseks jamust ränikarbiidüldiseks töötlemiseks;

 Valik "temperatuuri stsenaariumide" alusel:

Valige -SiC kõrgel{1}}temperatuuriliste struktuuriosade jaoks, mis on üle 1400 kraadi, ja -SiC elektroonikaseadmete jaoks;

 Valik põhineb "morfoloogilistel nõuetel":

Valige abrasiivide ja deoksüdeerijate jaoks pulbri vorm, konstruktsiooniosade jaoks plokk-/plaatvorm ja täppiskomponentide jaoks keraamilised tooted.