Nel XXI secolo, con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, dell'informazione, dell'energia, dei materiali e dell'ingegneria biologica, i quattro pilastri dello sviluppo della produttività sociale odierna, il carburo di silicio, grazie alle sue proprietà chimiche stabili, all'elevata conduttività termica, al basso coefficiente di dilatazione termica, alla bassa densità, alla buona resistenza all'usura, all'elevata durezza, all'elevata resistenza meccanica e alla resistenza alla corrosione chimica, ha conosciuto un rapido sviluppo nel campo dei materiali, trovando ampio impiego in cuscinetti a sfera in ceramica, valvole, materiali semiconduttori, giroscopi, strumenti di misura, settore aerospaziale e altri campi.
Le ceramiche al carburo di silicio sono state sviluppate a partire dagli anni '60. In precedenza, il carburo di silicio veniva utilizzato principalmente nei materiali per la rettifica meccanica e nei refrattari. I paesi di tutto il mondo attribuiscono grande importanza all'industrializzazione delle ceramiche avanzate e ora non si accontentano più della produzione tradizionale di ceramiche al carburo di silicio; le imprese produttrici di ceramiche ad alta tecnologia si stanno sviluppando rapidamente, soprattutto nei paesi sviluppati. Negli ultimi anni, sono apparse una dopo l'altra ceramiche multifase a base di carburo di silicio, migliorando la tenacità e la resistenza dei materiali monomerici. I principali quattro campi di applicazione del carburo di silicio sono: ceramiche funzionali, materiali refrattari avanzati, abrasivi e materie prime metallurgiche.
Le ceramiche al carburo di silicio presentano un'eccellente resistenza all'usura.
La ceramica al carburo di silicio, oggetto di studio e valutazione, presenta una resistenza all'usura equivalente a 266 volte quella dell'acciaio al manganese e a 1741 volte quella della ghisa ad alto contenuto di cromo. L'eccellente resistenza all'usura consente inoltre un notevole risparmio economico. La ceramica al carburo di silicio può essere utilizzata ininterrottamente per oltre dieci anni.
Le ceramiche al carburo di silicio hanno elevata resistenza, elevata durezza e leggerezza.
Essendo un nuovo tipo di materiale, l'utilizzo di ceramiche al carburo di silicio conferisce a questo prodotto un'elevata resistenza e durezza, oltre a un peso molto ridotto. L'utilizzo, l'installazione e la sostituzione di tali ceramiche al carburo di silicio risulteranno più agevoli.
La parete interna della ceramica al carburo di silicio è liscia e non blocca la polvere
La ceramica al carburo di silicio, dopo la cottura ad alta temperatura, presenta una struttura relativamente densa e una superficie liscia, con un aspetto estetico migliore. L'utilizzo in ambito domestico contribuisce a un risultato estetico ottimale.
Il costo delle ceramiche al carburo di silicio è basso
Il costo di produzione della ceramica al carburo di silicio è relativamente basso, quindi non è necessario acquistarla a un prezzo elevato, il che permette alla nostra famiglia di risparmiare molto denaro.
Applicazione della ceramica al carburo di silicio:
sfera in ceramica di carburo di silicio
Le sfere in ceramica di carburo di silicio possiedono eccellenti proprietà meccaniche, un'ottima resistenza all'ossidazione, un'elevata resistenza all'abrasione e un basso coefficiente di attrito. A differenza dei materiali ceramici comuni, a temperature comprese tra 1200 e 1400 gradi Celsius la resistenza alla flessione del carburo di silicio si mantiene a un livello elevato, tra 500 e 600 MPa, consentendo di raggiungere temperature di esercizio fino a 1600 e 1700 gradi Celsius.
materiale composito in carburo di silicio
I compositi a matrice di carburo di silicio (SiC-CMC) sono ampiamente utilizzati nel settore aerospaziale per le loro strutture termiche ad alta temperatura, grazie all'elevata tenacità, all'elevata resistenza e all'eccellente resistenza all'ossidazione. Il processo di preparazione dei SiC-CMC comprende la preformatura delle fibre, il trattamento ad alta temperatura, il rivestimento mesofasico, la densificazione della matrice e il post-trattamento. La fibra di carbonio ad alta resistenza possiede elevata resistenza e buona tenacità, e il corpo prefabbricato realizzato con essa presenta buone proprietà meccaniche.
Il rivestimento mesofasico (ovvero la tecnologia di interfaccia) è la tecnologia chiave nel processo di preparazione; i metodi di preparazione del rivestimento mesofasico includono l'osmosi chimica in fase vapore (CVI), la deposizione chimica in fase vapore (CVD), il metodo sol-sol (Sol-gcl) e il metodo di impregnazione e cracking del polimero (PLP). I metodi più adatti per la preparazione di compositi a matrice di carburo di silicio sono il metodo CVI e il metodo PIP.
I materiali di rivestimento interfacciale includono carbonio pirolitico, nitruro di boro e carburo di boro, tra i quali il carburo di boro, in quanto rivestimento interfacciale resistente all'ossidazione, sta ricevendo sempre maggiore attenzione. Anche il SiC-CMC, che viene solitamente utilizzato in condizioni ossidative per lunghi periodi, necessita di un trattamento di resistenza all'ossidazione, ovvero uno strato denso di carburo di silicio con uno spessore di circa 100 μm viene depositato sulla superficie del prodotto mediante un processo CVD per migliorarne la resistenza all'ossidazione ad alta temperatura.
Data di pubblicazione: 14 febbraio 2023