RB-SiC
Eigenschappen en toepassingsgebieden
Siliciumcarbide is de uitstekende keuze van hoogwaardige materialen
Siliciumcarbide heeft opmerkelijke prestatiekenmerken. Het heeft een extreem hoge hardheid en een sterke slijtvastheid. Het heeft een hoge thermische geleidbaarheid, waardoor het uitstekend warmte kan afvoeren. Bovendien vertoont het een goede chemische stabiliteit en is het bestand tegen corrosie.
RB-SiC
Reactie-gebonden Siliciumcarbide
Eigenschappen
Fysische eigenschappen
Bestand tegen hoge temperaturen: De diensttemperatuur op lange termijn in een oxiderende omgeving is ≤1400°C en kan op korte termijn 1600°C bereiken (na de oxidatie van vrij silicium wordt een SiO₂-beschermingsfilm gevormd).
Weerstand tegen thermische schokken: Met een lage thermische uitzettingscoëfficiënt (3,5-4,5×10-⁶/K) is het bestand tegen de snelle koel- en verwarmingscyclus bij 1000°C.
Near-Net-Shaping: SiC wordt rechtstreeks gegenereerd door de reactie tussen silicium en koolstof. Nauwkeurige vormen (zoals poreuze structuren en onregelmatige componenten) kunnen worden gevormd zonder complexe bewerkingsprocessen.
Mechanische sterkte: De buigsterkte is 250-300 MPa, de druksterkte is 1800-2000 MPa en de hardheid is HV 18-22 GPa (Mohs hardheid 9).
Economie
Lage kosten: De productietemperatuur (1400-1600°C) is lager dan die van SiSiC (1600-1800°C) en er zijn weinig grondstoffen nodig. De prijs is slechts 1/3 tot 1/5 van die van SiSiC.
Proceskenmerken
Near-Net-Shaping: SiC wordt rechtstreeks gegenereerd door de reactie tussen silicium en koolstof. Nauwkeurige vormen (zoals poreuze structuren en onregelmatige componenten) kunnen worden gevormd zonder complexe bewerkingsprocessen.
Hoge porositeit: Het bevat 10-15% poriën binnenin, die gevuld zijn met vrij silicium (de inhoud van vrij silicium is 10-15%). De dichtheid is slechts 2,5-2,7 g/cm³ (lager dan 3,0-3,15 g/cm³ van SiSiC).
Chemische stabiliteit
Corrosiebestendigheid: Het is matig bestand tegen zuren (zoals zwavelzuur en salpeterzuur) en alkalische oplossingen, maar het vrije silicium wordt gemakkelijk aangetast door fluorwaterstofzuur.
Oxidatiebestendigheid: Bij temperaturen boven 1400°C wordt het vrije silicium geoxideerd tot een SiO₂-glaslaag die verdere oxidatie tegengaat.
Typische toepassingsgebieden
Industriële ovens en warmtebehandeling
Ovenmeubels: Duwplaten en saggars voor keramisch sinteren (bestand tegen hoge temperaturen van 1300°C, met een levensduur van 8-12 maanden).
Warmtewisselaars: Rookgasrecuperatieapparaten op hoge temperatuur (bestand tegen deeltjeserosie en corrosie).
Slijtvaste en mechanische onderdelen
Materiaal voor zandstralen: Siliciumcarbide zandstraalpijpen (met een levensduur van meer dan 10 keer die van stalen producten).
Pomp- en kleponderdelen: Waaiers van drijfmestpompen en afdichtringen (bestand tegen slijtage van vaste deeltjes).
Milieubescherming en energie
Rookgasontzwaveling (FGD): Bekledingen van absorptietorens en sproeileidingen (bestand tegen corrosieve media met een pH-waarde van 2-12).
Kolengestookte energiecentrales: Bochten van kolenpoedertransportleidingen (bestand tegen slijtage en oxidatie bij hoge temperaturen).
Chemische industrie en metallurgie
Reactorvoeringen: Bekledingsmaterialen voor zuurbestendige reactoren (zoals syntheseovens voor zoutzuur).
Smelten van zink: Destillatiepotten (bestand tegen corrosie van metaaldamp en hoge temperaturen).
Andere velden
Hulpapparatuur voor halfgeleiders: Kwartsroosters (ter ondersteuning van de groei van wafers bij hoge temperaturen).
Militaire industrie en lucht- en ruimtevaart: Thermische beschermkappen voor raketzoekerkoppen (bestand tegen aerodynamische verhitting bij 1600°C op korte termijn).
Voordelen en beperkingen
| Voordelen | Voordelige massaproductie van complexe vormen |
| Uitstekende weerstand tegen thermische schokken, geschikt voor omgevingen met temperatuurschommelingen | |
| Matige corrosiebestendigheid, voldoet aan de meeste industriële eisen | |
| Beperkingen | Het vrije silicium leidt tot een afname van de sterkte bij hoge temperaturen (>1400°C, en de oxidatie versnelt) |
| De lage dichtheid beperkt de toepassing in scenario's met hoge druk of hoge zuiverheid. | |
| Het wordt gemakkelijk aangetast door sterk corrosieve media zoals fluorwaterstofzuur |
Toepassingsgevallen
Keramische industrie
Een tegelbedrijf in China heeft RBSiC drukplaten gebruikt ter vervanging van traditionele korundovenmeubels. De productie per oven steeg met 20% en de onderhoudskosten daalden met 60%.
Bescherming van het milieu
Het FGD-systeem van een kolengestookte elektriciteitscentrale in de Verenigde Staten gebruikte spuitpijpen van RBSiC met een levensduur van 5 jaar, wat veel langer is dan de 1-2 jaar van roestvrijstalen pijpen.
Productie van halfgeleiders
Een waferfabriek in Japan gebruikte RBSiC kwarts kroesbodems, die 1000 uur continu draaiden zonder vervorming bij 1500°C, en de kosten waren slechts 40% van die van SiSiC bodems.
Suggesties voor selectie
| Toepasselijke scenario's | Budgetgevoelig en bestand tegen oxidatie bij hoge temperaturen (≤1400°C) |
| Complexe vormen of poreuze structuren nodig hebben (zoals gasverdelers) | |
| Met matige vereisten voor slijtvastheid en corrosiebestendigheid | |
| Alternatieve oplossingen | Als hogere temperaturen (>1600 °C) of ultrahoge zuiverheid vereist is, wordt aanbevolen om te upgraden naar gesiliconiseerd siliciumcarbide (SiSiC) of gesinterd siliciumcarbide (S-SiC). |
Productvoorbeelden
Pas uw onderdelen vandaag nog aan!
We beschikken over de meest uiteenlopende technologieën voor het aanpassen van siliciumcarbideproducten, zoals materiaaltechnologie, verwerkingstechnologie, ontwerptechnologie en geïntegreerde procestechnologie van materialen tot producten. Daarom zijn we in staat om te gaan met verschillende maatwerkvereisten. Als je meer maatwerkoplossingen nodig hebt of meer wilt weten over andere procestypen van siliciumcarbideproducten, neem dan gerust eerst contact op met ons technische team.
