Hoe wordt siliciumcarbide-keramiek toegepast en wat is de toekomst ervan op het gebied van slijtvastheid en weerstand tegen hoge temperaturen?

Siliciumcarbide (SiC) keramiek, bekend om hun hoge sterkte, hardheid, slijtvastheid, corrosieweerstand en stabiliteit bij hoge temperaturen, hebben sinds hun introductie een enorm potentieel en waarde getoond in tal van industriële sectoren. Met name in de keramiek- en emaille-industrie heeft de toepassing van siliciumcarbide de productprestaties en -kwaliteit aanzienlijk verbeterd, wat op zijn beurt de technologische vooruitgang binnen de hele sector heeft gestimuleerd.

Wat zijn de belangrijkste kenmerken vanSiliciumcarbide keramiek?

Siliciumcarbide keramiekzijn een cruciale keuze geworden in moderne hightechmaterialen vanwege hun opmerkelijke fysische en chemische eigenschappen. De belangrijkste kenmerken zijn onder meer:

Hoge hardheid en slijtvastheid: Met hardheidsniveaus die die van diamant benaderen, vertoont SiC uitstekende slijtvastheid in scenario's met mechanische slijtage.

Stabiliteit bij hoge temperaturen: Siliciumcarbide kan de stabiliteit behouden in omgevingen tot 1600°C, waardoor het ideaal is voor toepassingen bij hoge temperaturen.

Chemische stabiliteit: SiC vertoont een aanzienlijke weerstand tegen verschillende chemische media, waardoor betrouwbaarheid onder zware omstandigheden wordt gegarandeerd.

Uitstekende thermische geleidbaarheid: deze eigenschap zorgt voorSiC-keramiekbreed toepasbaar op het gebied van warmteafvoer en thermisch beheer.

Als belangrijk structureel keramisch materiaal vindt siliciumcarbide, dankzij zijn uitstekende mechanische sterkte bij hoge temperaturen, hoge hardheid, hoge elasticiteitsmodulus, uitstekende slijtvastheid, hoge thermische geleidbaarheid en corrosieweerstand, toepassingen buiten de traditionele industriële sectoren zoals hogetemperatuurovens. componenten, verbrandingsmondstukken, warmtewisselaars en afdichtingsringen. Het dient ook als kogelvrij pantser, ruimtereflectoren, voorbereidingsarmaturen voor halfgeleiderwafels en bekledingsmaterialen voor splijtstof. De superieure eigenschappen van siliciumcarbide komen voort uit de kristallijne structuur en de zeer covalente aard van de Si-C-binding (~88%). De sterke covalente binding en de lage diffusiecoëfficiënt maken het echter moeilijk om te sinteren, zelfs bij hoge temperaturen. Daarom heeft uitgebreid onderzoek naar de sintermechanismen, additieven, methoden en verdichtingsprocessen van siliciumcarbide geleid tot de ontwikkeling van verschillende sintertechnieken, zoals reactiesinteren, drukloos sinteren, herkristallisatiesinteren, heetpersen, heet isostatisch persen en nieuwere methoden. in de afgelopen twintig jaar, waaronder vonkplasma-sinteren, flash-sinteren en oscillerende druk-sinteren.

Hoe is hetSiliciumcarbide keramiekToegepast in velden met hoge temperaturen?

Siliciumcarbide-keramiek kan worden gebruikt als ovenmaterialen voor hoge temperaturen, zoals SiC-balken en koelbuizen. Vanwege hun uitzonderlijke sterkte bij hoge temperaturen en thermische schokbestendigheid zijn het cruciale materialen voor componenten in raketten, vliegtuigen, automotoren en gasturbines, waarbij ze voornamelijk dienen als statische thermische machineonderdelen. In industrieën zoals hoogwaardige keramiek voor dagelijks gebruik, sanitair, elektrische hoogspanningskeramiek en glas,SiC-keramiekworden doorgaans gekozen als ovenmaterialen voor hoge temperaturen voor rolovens, tunnelovens en pendelovens. 

Bovendien maken de uitstekende sterkte bij hoge temperaturen, kruipweerstand bij hoge temperaturen en thermische schokbestendigheid van SiC-keramiek het tot een primair materiaal voor thermische machineonderdelen in raketten, vliegtuigen, automotoren en gasturbines. De door General Motors ontwikkelde keramische gasturbine AGT100 voor auto's maakt bijvoorbeeld gebruik van SiC-keramiek voor componenten met hoge temperaturen, zoals verbrandingskamerringen, verbrandingskamercilinders, leischoepen en turbinerotoren. HoewelSiC-keramiekvertonen een slechte taaiheid, waardoor hun gebruik beperkt wordt tot statische thermische machineonderdelen in motoren of gasturbines. Ze bieden brede toepassingen in thermische industrieën bij hoge temperaturen als verwarmingselementen, ovenbekledingen en ovendeuren, waardoor de prestaties van de apparatuur bij hoge temperaturen en de stabiliteit op lange termijn worden verbeterd .

Op het gebied van nieuwe energie wordt verwacht dat SiC-keramiek, als hogetemperatuurmaterialen, een cruciale rol zal spelen bij het verbeteren van de systeemefficiëntie en betrouwbaarheid. In motoronderdelen die op hoge temperatuur werken,SiC-keramiekkan traditionele metalen materialen vervangen, de motorefficiëntie verbeteren, de uitstoot verminderen en lichtgewicht ontwerpen bereiken. In de lucht- en ruimtevaart bieden SiC-keramische motorcomponenten potentieel voor verbeterde bedrijfstemperaturen van de motor, lager gewicht, langere levensduur en vooruitgang van de motortechnologie. In onderdelen van ruimtevaartuigen zullen de hoge temperatuurstabiliteit en stralingsweerstand van SiC-keramiek de betrouwbaarheid en levensduur van ruimteverkenningsapparatuur vergroten.

In de auto-industrie kan SiC-keramiek traditionele metalen materialen in motoronderdelen met hoge temperaturen vervangen, waardoor de motorefficiëntie wordt verbeterd, de uitstoot wordt verminderd en lichtgewicht ontwerpen worden bereikt. Voor krachtige autoremsystemen is de toepassing vanSiC-keramiekremschijven beloven betere remprestaties, stabielere remeffecten en een langere levensduur.

Hoe is hetSiliciumcarbide keramiekToegepast in slijtvastheidsvelden?

De hoge hardheid en lage wrijvingscoëfficiënt van SiC zorgen voor een uitstekende slijtvastheid, waardoor het bijzonder geschikt is voor verschillende glij- en wrijvingsslijtageomstandigheden. SiC kan met hoge maatprecisie en gladheid van het oppervlak in verschillende vormen worden verwerkt en dient als mechanische afdichting in veel veeleisende omgevingen, met een goede luchtdichtheid en een lange levensduur. Bovendien verbetert het gebruik van koolstof als sinterhulpmiddel in drukloos gesinterd SiC in vaste toestand de smering van het materiaal, waardoor de levensduur wordt verlengd.

In de mijnbouw- en metallurgie-industrieSiC-keramiekkan worden gebruikt in ertsbrekers, transportapparatuur en zeefapparatuur, waardoor slijtage en onderhoudsfrequentie worden verminderd en de productie-efficiëntie wordt verhoogd. In de productie kan SiC-keramiek als snijgereedschapmateriaal in werktuigmachines en snijgereedschappen de bewerkingsprecisie en standtijd aanzienlijk verbeteren, waardoor de productiekosten worden verlaagd. In apparatuur in de chemische industrie is SiC-keramiek geschikt voor pompen, kleppen en pijpleidingen, is het bestand tegen corrosie en slijtage en zorgt het voor een stabiele werking van de apparatuur op de lange termijn. In de energiesector, zoals wind- en waterkracht, maakt de slijtvastheid van SiC-keramiek ze geschikt voor tandwielcomponenten in windturbines en turbineonderdelen in waterkrachtcentrales, die bestand zijn tegen wrijving en impact met hoge intensiteit, waardoor de levensduur wordt verlengd. Bij de olie- en gaswinning isSiC-keramiekkan worden gebruikt in boren en pomplichamen, waardoor de slijtvastheid wordt verbeterd en de betrouwbaarheid in omgevingen met hoge slijtage wordt gegarandeerd.

Met de toenemende vraag naar SiC-keramiek en technologische innovatie wordt de toekomst vanSiC-keramiekEr zal een verbeterde productie-efficiëntie en lagere kosten te zien zijn door de ontwikkeling van geavanceerde sintertechnologieën en 3D-printen, waardoor de wijdverbreide toepassing ervan in velden met hoge temperaturen wordt bevorderd. Bovendien zal het gebied van multifunctionele composietmaterialen, waarbij SiC-keramiek wordt gecombineerd met andere materialen om meer functionele materialen te creëren, de toepassingsgebieden uitbreiden door te voldoen aan verschillende omgevingseisen bij hoge temperaturen.

Op het gebied van duurzame ontwikkeling zal de nadruk liggen op de ontwikkeling van milieuvriendelijke en recycleerbare productenSiC-keramiekmaterialen, in lijn met de principes van duurzame ontwikkeling. Het combineren van SiC-keramiek met andere materialen om multifunctionele slijtvaste materialen te creëren, zal tegemoetkomen aan diverse industriële behoeften.

Waar is de toekomst vanSiliciumcarbide keramiekin toepassingen met slijtage en hoge temperaturen?

Het toepassingspotentieel en de ontwikkelingsperspectieven vanSiC-keramiekin slijtvastheid en hoge temperatuurvelden zijn enorm. Naarmate de technologische vooruitgang en de ontwikkelingen in de materiaalkunde voortduren, zal SiC-keramiek een steeds crucialere rol spelen in verschillende industrieën, waardoor de duurzaamheid van apparatuur en de productie-efficiëntie worden verbeterd, en daarmee wordt bijgedragen aan de economische ontwikkeling.

Wij van Semicorex zijn gespecialiseerd inSiC-keramieken andere keramische materialen die worden toegepast bij de productie van halfgeleiders. Als u vragen heeft of aanvullende informatie nodig heeft, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen.

Contacttelefoon: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com