Aufgrund seiner guten physikalischen Eigenschaften wird reaktionsgesintertes Siliziumkarbid häufig als wichtiger chemischer Rohstoff verwendet. Es bietet drei Anwendungsbereiche: zur Herstellung von Schleifmitteln; zur Herstellung von Widerstandsheizkomponenten – Silizium-Molybdän-Stäbe, Silizium-Kohlenstoff-Rohre usw.; zur Herstellung feuerfester Produkte. Als spezielles feuerfestes Material wird es in der Eisen- und Stahlverhüttung als Hochofen, Kupolofen und für andere Stanzprozesse verwendet, um Korrosion und die Festigkeit feuerfester Produkte zu verhindern; in Schmelzöfen für seltene Metalle (Zink, Aluminium, Kupfer) als Schmelzofenfüllung, Förderrohr für geschmolzenes Metall, Filtervorrichtungen, Klemmbehälter usw.; und in der Weltraumtechnologie als Stanzmotor-Heckdüse, kontinuierlicher Hochtemperatur-Erdgasturbinenschaufel; in der Silikatindustrie als eine Vielzahl von industriellen Brennöfen, kastenförmigen Widerstandsofenfüllungen und Kapseln; in der chemischen Industrie wird es zur Gaserzeugung, in Rohölvergasern, in Rauchgasentschwefelungsöfen usw. verwendet.
Bei der Herstellung von Produkten aus reinem α-SiC ist es aufgrund der relativ hohen Festigkeit sehr schwierig, es zu nanometergroßem, ultrafeinem Pulver zu mahlen. Die Partikel sind Platten oder Fasern und werden zu Kompaktstoffen gemahlen. Selbst beim Erhitzen auf etwa seine Zersetzungstemperatur bilden sich keine deutlichen Falten, und das Produkt lässt sich nicht sintern, hat einen niedrigen Verdichtungsgrad und eine geringe Oxidationsbeständigkeit. Daher wird bei der industriellen Herstellung von Produkten dem α-SiC eine kleine Menge teilchenförmiges, kugelförmiges, ultrafeines β-SiC-Pulver zugesetzt und es werden verschiedene Additive hinzugefügt, um ein Produkt mit hoher Dichte zu erhalten. Als Additive zur Produktbindung können je nach Typ Metalloxide, Stickstoffverbindungen, hochreiner Graphit, wie z. B. Ton, Aluminiumoxid, Zirkon, Zirkonkorund, Kalkpulver, Verbundglas, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid, hochreiner Graphit usw. verwendet werden. Die wässrige Lösung des Formklebstoffs kann eine oder mehrere der folgenden Substanzen enthalten: Hydroxymethylcellulose, Acrylemulsion, Lignocellulose, Tapiokastärke, kolloidale Aluminiumoxidlösung, kolloidale Siliziumdioxidlösung usw. Je nach Art der Additive und der unterschiedlichen Zugabemenge ist die Brenntemperatur des Presslings unterschiedlich und liegt im Temperaturbereich von 1400 bis 2300 °C. Beispielsweise werden 70 % α-SiC mit einer Partikelgrößenverteilung von über 44 μm, 20 % β-SiC mit einer Partikelgrößenverteilung von unter 10 μm, 10 % Ton plus 8 % 4,5 % Lignocelluloselösung gleichmäßig vermischt, bei einem Arbeitsdruck von 50 MPa geformt und 4 Stunden bei 1400 °C an der Luft gebrannt. Die scheinbare Dichte des Produkts beträgt 2,53 g/cm³, die scheinbare Porosität 12,3 % und die Zugfestigkeit 30–33 MPa. Die Sintereigenschaften mehrerer Produkttypen mit unterschiedlichen Additiven sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Reaktionsgesinterte Siliziumkarbid-Feuerfestmaterialien weisen in der Regel in allen Aspekten hochwertige Eigenschaften auf, wie z. B. hohe Druckfestigkeit, hohe Temperaturwechselbeständigkeit, gute Verschleißfestigkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit und Lösungsmittelkorrosionsbeständigkeit über einen weiten Temperaturbereich. Ein Nachteil ist jedoch die schwache antioxidative Wirkung, die bei hohen Temperaturen zu Volumenausdehnung und Verformung führt und die Lebensdauer verkürzt. Um die Oxidationsbeständigkeit von reaktionsgesinterten Siliziumkarbid-Feuerfestmaterialien zu gewährleisten, wurde die Verbindungsschicht sorgfältig ausgewählt. Die Verwendung von Ton (mit Metalloxiden) beim Schmelzen bot jedoch keine Pufferwirkung, da Siliziumkarbidpartikel weiterhin anfällig für Luftoxidation und Korrosion sind.
Veröffentlichungszeit: 21. Juni 2023