RB-SiC
Свойства и области применения
Карбид кремния - лучший выбор среди высокопроизводительных материалов
Карбид кремния обладает замечательными эксплуатационными характеристиками. Он обладает чрезвычайно высокой твердостью и сильной износостойкостью. Его теплопроводность высока, что обеспечивает ему отличную теплоотдачу. Кроме того, он обладает хорошей химической стабильностью и устойчив к коррозии.
RB-SiC
Реакционно-связанный карбид кремния
Свойства
Физические свойства
Устойчивость к высоким температурам: Долгосрочная температура эксплуатации в окислительной среде составляет ≤1400°C, а в краткосрочной перспективе может достигать 1600°C (после окисления свободного кремния образуется защитная пленка SiO₂).
Устойчивость к тепловому удару: Благодаря низкому коэффициенту теплового расширения (3,5-4,5×10-⁶/K) он может выдерживать циклы быстрого охлаждения и нагрева при 1000°C.
Околосетевое формирование: SiC образуется непосредственно в результате реакции между кремнием и углеродом. Точные формы (например, пористые структуры и нерегулярные компоненты) могут быть сформированы без сложных процессов механической обработки.
Механическая прочность: Прочность на изгиб составляет 250-300 МПа, прочность на сжатие - 1800-2000 МПа, твердость - HV 18-22 ГПа (твердость по Моосу 9).
Экономика
Низкая стоимость: Температура производства (1400-1600°C) ниже, чем у SiSiC (1600-1800°C), и требования к сырью низкие. Цена составляет всего 1/3-1/5 от цены SiSiC.
Характеристики процесса
Околосетевое формирование: SiC образуется непосредственно в результате реакции между кремнием и углеродом. Точные формы (например, пористые структуры и нерегулярные компоненты) могут быть сформированы без сложных процессов механической обработки.
Высокая пористость: Содержит 10-15% пор внутри, которые заполнены свободным кремнием (содержание свободного кремния составляет 10-15%). Плотность составляет всего 2,5-2,7 г/см³ (ниже, чем 3,0-3,15 г/см³ у SiSiC).
Химическая стабильность
Коррозионная стойкость: Обладает умеренной стойкостью к кислотам (таким как серная и азотная кислота) и щелочным растворам, но свободный кремний легко разъедается плавиковой кислотой.
Устойчивость к окислению: При температуре выше 1400°C свободный кремний окисляется, образуя слой стекла SiO₂, который препятствует дальнейшему окислению.
Типичные области применения
Промышленные печи и термообработка
Мебель для печей: Плиты и саггары для спекания керамики (устойчивы к высоким температурам 1300°C, срок службы 8-12 месяцев).
Теплообменники: высокотемпературные устройства для рекуперации дымовых газов (устойчивые к эрозии и коррозии частиц).
Износостойкие и механические компоненты
Пескоструйное оборудование: Пескоструйные сопла из карбида кремния (со сроком службы, более чем в 10 раз превышающим срок службы стальных изделий).
Компоненты насосов и клапанов: Рабочие колеса шламовых насосов и уплотнительные кольца (противостоят износу твердыми частицами).
Охрана окружающей среды и энергетика
Десульфуризация дымовых газов (FGD): Футеровки абсорбционных башен и распылительных труб (устойчивы к агрессивным средам с pH 2-12).
Угольные электростанции: Колена трубопроводов для транспортировки угольного порошка (устойчивы к износу и высокотемпературному окислению).
Химическая промышленность и металлургия
Футеровки для реакторов: Материалы для футеровки кислотостойких реакторов (например, печей для синтеза соляной кислоты).
Выплавка цинка: Дистилляционные горшки (устойчивы к коррозии паров металла и высоким температурам).
Другие поля
Вспомогательное оборудование для полупроводников: Кварцевые тигельные опоры (поддерживают рост пластин при высоких температурах).
Военная промышленность и аэрокосмическая отрасль: Термозащитные кожухи для головных частей ракетных искателей (устойчивые к аэродинамическому нагреву при 1600°C в течение короткого времени).
Преимущества и ограничения
| Преимущества | Недорогое массовое производство сложных форм |
| Отличная устойчивость к термоударам, подходит для сред с перепадами температур | |
| Умеренная коррозионная стойкость, отвечающая большинству промышленных требований | |
| Ограничения | Свободный кремний приводит к снижению прочности при высоких температурах (>1400°C, при этом ускоряется окисление). |
| Низкая плотность ограничивает его применение в условиях высокого давления или высокой чистоты. | |
| Он легко разрушается под воздействием агрессивных сред, таких как фтористоводородная кислота |
Случаи применения
Керамическая промышленность
На одном из предприятий по производству плитки в Китае вместо традиционной корундовой мебели для печей были использованы толкающие плиты RBSiC. Производительность одной печи увеличилась на 20%, а затраты на обслуживание сократились на 60%.
Охрана окружающей среды
В системе FGD угольной электростанции в США использовались трубы RBSiC, срок службы которых составляет 5 лет, что гораздо выше, чем 1-2 года у труб из нержавеющей стали.
Производство полупроводников
На одном из заводов по производству пластин в Японии использовались кварцевые тигельные опоры RBSiC, которые непрерывно работали в течение 1000 часов без деформации при температуре 1500°C, а их стоимость составляла всего 40% от стоимости опор SiSiC.
Предложения по выбору
| Применимые сценарии | Чувствительные к бюджету и требующие устойчивости к высокотемпературному окислению (≤1400°C) |
| Требуются сложные формы или пористые структуры (например, газораспределители) | |
| Умеренные требования к износостойкости и коррозионной стойкости | |
| Альтернативные решения | Если требуются более высокие температуры (>1600°C) или сверхвысокая чистота, рекомендуется перейти на карбид кремния (SiSiC) или спеченный карбид кремния (S-SiC). |
Примеры продуктов
Настройте свои детали уже сегодня!
Мы обладаем широким спектром технологий для изготовления продукции из карбида кремния на заказ, таких как технология материалов, технология обработки, технология проектирования и технология комплексного процесса от материалов до продукции. Поэтому мы способны удовлетворить различные требования по изготовлению продукции на заказ. Если вам нужны дополнительные решения или вы хотите узнать о других видах технологического процесса производства изделий из карбида кремния, пожалуйста, свяжитесь с нашей командой инженеров.
