In de 21e eeuw, met de ontwikkeling van wetenschap en technologie, zijn informatie, energie, materialen en biotechnologie de vier pijlers geworden van de hedendaagse maatschappelijke productiviteit. Siliciumcarbide heeft, dankzij zijn stabiele chemische eigenschappen, hoge thermische geleidbaarheid, lage thermische uitzettingscoëfficiënt, lage dichtheid, goede slijtvastheid, hoge hardheid, hoge mechanische sterkte en chemische corrosiebestendigheid, een snelle ontwikkeling doorgemaakt op het gebied van materialen. Het wordt veelvuldig gebruikt in keramische kogellagers, kleppen, halfgeleidermaterialen, gyroscopen, meetinstrumenten, de ruimtevaart en andere sectoren.
Siliciumcarbidekeramiek wordt al sinds de jaren zestig ontwikkeld. Aanvankelijk werd siliciumcarbide voornamelijk gebruikt in mechanische slijpmaterialen en vuurvaste materialen. Landen over de hele wereld hechten veel belang aan de industrialisatie van geavanceerde keramiek. Tegenwoordig volstaat de productie van traditionele siliciumcarbidekeramiek niet langer, maar groeit de productie door hightech keramiekbedrijven in een rap tempo, met name in ontwikkelde landen. De laatste jaren zijn er steeds meer meerfasige keramische materialen op basis van siliciumcarbide op de markt gekomen, die de taaiheid en sterkte van de monomere materialen verbeteren. Siliciumcarbide kent vier hoofdgebieden voor toepassing: functionele keramiek, geavanceerde vuurvaste materialen, schuurmiddelen en metallurgische grondstoffen.
Siliciumcarbidekeramiek heeft een uitstekende slijtvastheid.
Siliciumcarbidekeramiek is onderzocht en de slijtvastheid ervan is vastgesteld. Deze slijtvastheid is 266 keer zo hoog als die van mangaanstaal en 1741 keer zo hoog als die van gietijzer met een hoog chroomgehalte. De slijtvastheid is dus zeer goed. Bovendien kan het ons veel geld besparen. Siliciumcarbidekeramiek kan meer dan tien jaar continu gebruikt worden.
Siliciumcarbidekeramiek heeft een hoge sterkte, een hoge hardheid en een laag gewicht.
Als nieuw materiaaltype heeft siliciumcarbidekeramiek een zeer hoge sterkte en hardheid, terwijl het gewicht laag is. Hierdoor zijn dergelijke siliciumcarbidekeramiek gemakkelijker in gebruik, te installeren en te vervangen.
De binnenwand van het siliciumcarbidekeramiek is glad en blokkeert geen poeder.
Siliciumcarbidekeramiek wordt na verhitting op hoge temperatuur gebakken, waardoor de structuur relatief dicht is, het oppervlak glad is en het er esthetisch aantrekkelijker uitziet. Het is daarom een waardevolle toevoeging aan elk interieur.
De kosten van siliciumcarbidekeramiek zijn laag.
De productiekosten van siliciumcarbidekeramiek zijn relatief laag, waardoor we niet veel hoeven aan te schaffen. Dit scheelt ons gezin bovendien een hoop geld.
Toepassing van siliciumcarbidekeramiek:
Keramische kogel van siliciumcarbide
Siliciumcarbide keramische kogels hebben uitstekende mechanische eigenschappen, een uitstekende oxidatieweerstand, een hoge slijtvastheid en een lage wrijvingscoëfficiënt. De sterkte van siliciumcarbide keramische kogels bij hoge temperaturen is hoog; de sterkte van gewone keramische materialen neemt bij 1200-1400 graden Celsius aanzienlijk af, terwijl de buigsterkte van siliciumcarbide bij 1400 graden Celsius nog steeds op een hoger niveau van 500-600 MPa blijft. Hierdoor kan de bedrijfstemperatuur oplopen tot 1600-1700 graden Celsius.
Siliciumcarbide composietmateriaal
Siliciumcarbide-matrixcomposieten (SiC-CMC) worden veelvuldig gebruikt in de lucht- en ruimtevaart vanwege hun hoge taaiheid, sterkte en uitstekende oxidatieweerstand, waardoor ze geschikt zijn voor thermische constructies die bestand zijn tegen hoge temperaturen. Het productieproces van SiC-CMC omvat vezelvoorvorming, behandeling bij hoge temperatuur, mesofasecoating, matrixverdichting en nabewerking. Koolstofvezels met hoge sterkte hebben een hoge sterkte en goede taaiheid, en de geprefabriceerde constructies die ermee gemaakt worden, hebben goede mechanische eigenschappen.
Mesofasecoating (oftewel interfacetechnologie) is de sleuteltechnologie in het bereidingsproces. Methoden voor het aanbrengen van mesofasecoatings omvatten chemische damposmose (CVI), chemische dampafzetting (CVD), sol-solmethode (Sol-gcl) en polymeerimpregnatie-kraakmethode (PLP). De meest geschikte methoden voor de bereiding van siliciumcarbide-matrixcomposieten zijn de CVI-methode en de PIP-methode.
Materiaal voor grensvlakcoatings omvat pyrolytisch koolstof, boornitride en boorcarbide. Boorcarbide krijgt steeds meer aandacht als een soort oxidatiebestendige grensvlakcoating. SiC-CMC, dat doorgaans langdurig onder oxiderende omstandigheden wordt gebruikt, moet ook een oxidatiebestendige behandeling ondergaan. Dit houdt in dat een laag dicht siliciumcarbide met een dikte van ongeveer 100 μm op het oppervlak van het product wordt aangebracht door middel van CVD (Chemical Vapor Deposition) om de oxidatiebestendigheid bij hoge temperaturen te verbeteren.
Geplaatst op: 14 februari 2023