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烧结碳化硅(SIC)的性能和应用

背景

烧结的α碳化硅(SIC)是通过将精细(亚微米)和纯碳化硅粉与非氧化物烧结辅助物混合而产生的。粉末状材料是通过使用大多数常规陶瓷形成过程(例如压迫,等静力压迫和注射成型)来形成或压实的。在形成阶段之后,在2000°C以上的温度下,材料在惰性气氛中烧结。然后,可以使用一系列精确的钻石磨削或捕获技术将烧结的碳化硅碳化物加工成精确的公差。与最先进的陶瓷一样,如果减少钻石磨削的量,即材料制造商可以“烧结”获得所需的公差,或者设计师消除了不必要的公差,则组件的成本也会降低。

关键属性

  • 高硬度(仅次于钻石)

  • 低密度40%的钢密度与铝的密度大致相同

  • 低孔隙率

  • 在滑动和磨料环境中的耐磨性良好

  • 在大多数化学环境中,优异的耐腐蚀性

  • 低热膨胀和高热电导率,导致极佳的热冲击性。

申请

汽车组件和密封面

由于它们对磨损和热休克的耐药性更大,因此用于汽车水泵的烧结碳化物密封面更换由氧化铝等材料制成的密封面。亚博网站下载在许多情况下,事实证明,该材料更适合满足美国和欧洲车辆的性能需求 - 即持续车辆的寿命而不会泄漏。这些组件是通过常规的高量压力和注入模制来制造的,以满足应用程序的经济限制。

盔甲

烧结碳化硅在复合装甲保护系统中作为陶瓷材料表现出了出色的性能记录。当面对高速弹丸时,烧结的碳化硅的性质,例如其高硬度,抗压强度和弹性模量,可提供出色的弹道能力。材料的低特异性密度使其适合在重量需求至关重要的应用中。

热交管管

化学过程行业的壳和管热交换器中使用了烧结的碳化硅管。这些应用中使用的管通常长度超过4 m。

机械密封

泵必须在各种苛刻的环境中运行。烧结的碳化硅提供了高性能的密封面材料,该材料在化学加工,炼油,采矿,纸浆和纸质加工等多样化的泵送应用中已被证明是成功的。该材料提供了优质的腐蚀和耐磨性。阻力性;和低滑动摩擦在各种交配材料上。亚博网站下载

轴承

对于最先进的磁泵,烧结的碳化硅特别适合推力和日志轴承组件。出色的耐腐蚀性可在许多化学环境中提供最佳性能。高温电导率可最大程度地减少由于热冲击而导致的故障可能性,并且其特异性强度使其在高旋转速度下使用安全。轴承组件通常作为紧密的耐受性精度地面部分产生。

爆炸和雾化喷嘴

烧结碳化硅可能是用于爆炸喷嘴施用的碳化钨碳化合物的最流行的陶瓷替代品。由于耐磨性和耐腐蚀性,通常会提供长寿(WC超过WC的50%)。低磨损速率保持内部喷嘴几何形状,并提供最大的爆破效果,最小压缩机要求以及由于替换而降低的停机时间。烧结的碳化硅也大约是碳化钨重量的五分之一,因此对于操作员来说,爆破操作也更容易。喷嘴通常作为半成品(非地面)组件产生,从而降低成本。

过程行业阀应用

烧结碳化硅的出色耐腐蚀性,尤其是在酸中,使其成为阀门和阀饰量应用的理想候选者。典型的苛刻应用,例如浆液闪烁,HF酸处理和稀土加工,使用烧结的碳化硅阀成分。

造纸行业的应用

烧结碳化硅的出色腐蚀和耐磨性可提供硬表面,可以将其加工成光滑,高度抛光的饰面。这些饰面可提供低摩擦和与形成面料的兼容性系数。瓷砖,插入物和棕榈指南有成品和半整合形式。

离心瓷砖并穿零件

经常用于碳化钨和氧化铝无法提供最佳寿命性能的应用。

半导体生产

将碳化硅用于半导体组件的好处包括:热膨胀与硅,耐磨性和化学腐蚀的性匹配,从而导致维护和组件回收减少。该材料非常适合作为低质量硅晶片处理组件的结构材料,并且由于其重量轻巧和高弹性模量,因此刚性稳定的平台刚性,尺寸稳定。典型的应用包括真空头,化学机械抛光块,晶圆载体和热电偶保护管。

评论

  1. Ravaliya Kanu Ravaliya Kanu 印度 说:

    在机械密封中使用的自我烧结的SIC和反应键合的SIC之间的基本不同是什么?
    举一些例子。
    请尽快回复

    • 加里·托马斯(Gary Thomas) 加里·托马斯(Gary Thomas) 英国 说:

      嗨,拉瓦利亚,

      感谢您的问题。以下信息可能对您有用:

      反应键合碳化物是通过将熔融硅添加到碳化硅和碳的混合物中产生的。硅与碳键之间的反应使结构键合时,而多余的硅金属填充了所得材料中剩下的大多数凹坑。在此过程中几乎没有收缩。

      事实证明,反应键合的碳化硅比烧结版本更具抗芯片性。

      自烧结的碳化硅开始是碳化硅颗粒的混合物和烧结的辅助工具,并以其名称所暗示的压力并随后烧结。与反应键合的SIC不同,没有游离硅。这些直接烧结的材料没有金属相,因此对化学攻击亚博网站下载具有更大的抵抗力。

      与反应键合版本相比,自我烧结的硅碳化物的价格略有溢价,尽管首选的密封面材料,但对于某些设计来说,它有时太脆弱了。

      资料来源:http://www.mcnallyinstitute.com/05-html/5-2.html

  2. 约翰·斯蒂芬 约翰·斯蒂芬 特立尼达和多巴哥 说:

    除了碳和硅外,碳化硅成分的材料是什么?特别是,制作该产品(用于机械密封面)时使用了什么百分比的铝?

  3. 杰夫·彼得斯 杰夫·彼得斯 美国 说:

    该产品是否被认为是脆性的,即对芯片和裂缝敏感?

这里表达的意见是作者的观点,不一定反映了AZOM.com的观点和观点。

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