21. yüzyılda, bilim ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte, bilgi, enerji, malzeme ve biyolojik mühendislik günümüz sosyal verimliliğinin dört temel direği haline gelmiştir. Silisyum karbür, kararlı kimyasal özellikleri, yüksek ısı iletkenliği, düşük termal genleşme katsayısı, düşük yoğunluk, iyi aşınma direnci, yüksek sertlik, yüksek mekanik dayanım, kimyasal korozyon direnci ve diğer özellikleri nedeniyle malzeme alanında hızla gelişmekte ve seramik bilyalı rulmanlar, vanalar, yarı iletken malzemeler, jiroskoplar, ölçüm cihazları, havacılık ve uzay gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Silisyum karbür seramikleri 1960'lardan beri geliştirilmektedir. Daha önce silisyum karbür esas olarak mekanik taşlama malzemeleri ve refrakterlerde kullanılıyordu. Dünyanın dört bir yanındaki ülkeler gelişmiş seramiklerin sanayileştirilmesine büyük önem vermekte olup, artık sadece geleneksel silisyum karbür seramiklerinin hazırlanmasıyla yetinilmemekte, özellikle gelişmiş ülkelerde yüksek teknoloji seramik işletmeleri daha hızlı bir şekilde gelişmektedir. Son yıllarda, SIC seramiklerine dayalı çok fazlı seramikler birbiri ardına ortaya çıkmış ve monomer malzemelerin tokluğunu ve mukavemetini artırmıştır. Silisyum karbürün başlıca dört uygulama alanı vardır: fonksiyonel seramikler, gelişmiş refrakter malzemeler, aşındırıcılar ve metalurjik hammaddeler.
Silisyum karbür seramikler mükemmel aşınma direncine sahiptir.
Silisyum karbür seramik ürününün aşınma direnci incelenmiş ve belirlenmiştir. Bu ürünün aşınma direnci, manganez çeliğinin 266 katına, yüksek kromlu dökme demirin ise 1741 katına eşdeğerdir. Aşınma direnci çok iyidir. Ayrıca bize önemli miktarda para tasarrufu sağlayabilir. Silisyum karbür seramik, on yıldan fazla süreyle sürekli olarak kullanılabilir.
Silisyum karbür seramikler yüksek mukavemete, yüksek sertliğe ve hafifliğe sahiptir.
Yeni bir malzeme türü olarak silisyum karbür seramiklerin kullanımı sayesinde bu ürünün mukavemeti çok yüksek, sertliği yüksek ve ağırlığı da çok hafiftir. Bu nedenle silisyum karbür seramiklerin kullanımı, montajı ve değiştirilmesi daha kolay olacaktır.
Silisyum karbür seramiğin iç duvarı pürüzsüzdür ve tozun birikmesine izin vermez.
Silisyum karbür seramikler, yüksek sıcaklıkta fırınlandıktan sonra üretilir; bu nedenle silisyum karbür seramiklerin yapısı nispeten yoğundur, yüzeyi pürüzsüzdür, kullanım açısından daha estetik bir görünüm sunar, bu nedenle evde kullanıldığında daha güzel bir görünüm sağlar.
Silisyum karbür seramiklerinin maliyeti düşüktür.
Silisyum karbür seramiklerin üretim maliyeti nispeten düşük olduğundan, çok yüksek fiyatlı silisyum karbür seramik satın almamıza gerek kalmaz; bu da ailemiz için önemli miktarda para tasarrufu sağlar.
Silisyum karbür seramik uygulamaları:
Silisyum karbür seramik bilye
Silisyum karbür seramik bilye, mükemmel mekanik özelliklere, mükemmel oksidasyon direncine, yüksek aşınma direncine ve düşük sürtünme katsayısına sahiptir. Silisyum karbür seramik bilyenin yüksek sıcaklık dayanımı, sıradan seramik malzemelerin 1200~1400 santigrat derece sıcaklık dayanımına kıyasla önemli ölçüde azalırken, silisyum karbürün 1400 santigrat derecede eğilme dayanımı 500~600 MPa gibi daha yüksek bir seviyede korunmaktadır; bu nedenle çalışma sıcaklığı 1600~1700 santigrat dereceye ulaşabilir.
Silisyum karbür kompozit malzeme
Silisyum karbür matris kompozitleri (SiC-CMC), yüksek tokluk, yüksek mukavemet ve mükemmel oksidasyon direnci nedeniyle havacılık ve uzay alanında yüksek sıcaklık termal yapıları için yaygın olarak kullanılmaktadır. SiC-CMC'nin hazırlama süreci, fiber ön şekillendirme, yüksek sıcaklık işlemi, mezofaz kaplama, matris yoğunlaştırma ve son işlem aşamalarını içerir. Yüksek mukavemetli karbon fiber, yüksek mukavemete ve iyi tokluğa sahiptir ve bununla üretilen prefabrik gövde iyi mekanik özelliklere sahiptir.
Mezofaz kaplama (yani arayüz teknolojisi), hazırlama sürecindeki kilit teknolojidir; mezofaz kaplama yöntemleri arasında kimyasal buhar ozmozu (CVI), kimyasal buhar biriktirme (CVD), sol-sol yöntemi (Sol-gcl), polimer emdirme çatlatma yöntemi (PLP) yer alır; silisyum karbür matris kompozitlerinin hazırlanması için en uygun yöntemler CVI yöntemi ve PIP yöntemidir.
Arayüz kaplama malzemeleri arasında pirolitik karbon, bor nitrür ve bor karbür bulunur; bunlar arasında oksidasyona dayanıklı bir arayüz kaplama türü olan bor karbür giderek daha fazla ilgi görmektedir. Genellikle uzun süre oksidasyon koşullarında kullanılan SiC-CMC'nin de oksidasyona dayanıklılık işlemine tabi tutulması gerekir; bu işlemde, yüksek sıcaklık oksidasyon direncini artırmak için CVD işlemiyle ürünün yüzeyine yaklaşık 100 μm kalınlığında yoğun bir silisyum karbür tabakası kaplanır.
Yayın tarihi: 14 Şubat 2023