Primjena silicijum karbida u vatrostalnim materijalima

Silicijum karbid je drugi iza dijamanta po tvrdoći i ima jaku otpornost na habanje. Idealan je materijal za cjevovode otporne na habanje, impelere, pumpne komore, ciklone i obloge rezervoara rudnika. Njegova otpornost na habanje iznosi 5 posto vijeka trajanja livenog gvožđa i gume. -20 puta, to je također jedan od idealnih materijala za piste za letove. Silicijum karbid prah je premazan na unutrašnjoj stijenci turbinskog radnog kola ili bloka cilindra posebnim postupkom, koji može poboljšati njegovu otpornost na habanje i produžiti vijek trajanja za 1 do 2 puta.

Zbog visoke toplotne provodljivosti i malog koeficijenta termičkog širenja silicijum karbida, otpornost na toplotni udar vatrostalnih materijala od silicijum karbida je vrlo dobra. Otpornost na termički udar proizvoda od silicijum karbida je takođe usko povezana sa vrstom i svojstvima vezne baze.

Test dokazuje: stavite uzorak u električnu peć na 1200 stepeni i zagrevajte ga 20 minuta, a zatim ga izvadite i ohladite na vazduhu i izmerite promenu modula elastičnosti. Modul elastičnosti silikatno vezanih proizvoda od silicijum karbida pokazuje relativno blag i postupan opadajući trend sa povećanjem broja ispitivanja hladnog i toplotnog udara, dok su proizvodi od silicijum-nitrida vezani za silicijum karbid različiti. Prije 30 testova hladnog ciklusa, njegova elastičnost Modul se vrlo malo mijenja sa povećanjem broja testova termičkog udara, i može održavati prilično konstantnu vrijednost. Međutim, nakon 31 testa termičkog šoka, modul elastičnosti uzorka brzo opada i naglo se lomi. Proizvodi od silicijum-oksinitrida vezani za silicijum karbid slični su proizvodima od silicij karbida vezanih za silikat i nema iznenadnog kvara. Modul elastičnosti pokazuje blagi opadajući trend sa povećanjem broja testova termičkog udara.

U stvarnom procesu primjene, budući da se može primijetiti da se silikat-vezani silicijum karbid proizvod širi, puca i deformira nakon što je podvrgnut termičkom šoku, vijek trajanja materijala može se lako predvidjeti.

Zbog dobre toplotne provodljivosti samog silicijum karbida, toplotna provodljivost vatrostalnih materijala sa visokim sadržajem silicijum karbida je veća, a toplotna provodljivost je uglavnom veća od 14,4W/(m•K). Koristi se za izmjenjivače topline, sagare, vodene zidove gasifikatora uglja, proizvode namještaja za peći za indirektno grijanje, itd. Toplotna provodljivost površine čestica proizvoda od silicijum karbida postepeno će se smanjivati ​​tokom upotrebe. Svojstva veznog osnovnog materijala imaju određeni utjecaj na toplinsku provodljivost proizvoda od silicijum karbida.

Silicijum karbid ima dobru otpornost na oksidaciju. Oksidacija je slaba ispod 1300 stepeni, a očigledna oksidacija se dešava iznad 1300 stepeni. Oksidacijom nastaje zaštitni film od SiO2 stakla, koji može inhibirati oksidaciju silicijum karbida.

Otpornost na oksidaciju vatrostalnih proizvoda od silicijum karbida takođe značajno varira u zavisnosti od vrste osnovnog materijala za vezivanje. Niska otpornost na oksidaciju silicijum nitrida kombinovanih silicijum karbidnih proizvoda može se objasniti njihovim mikrostrukturnim karakteristikama. Budući da je osnovni materijal silicijum-nitridnih proizvoda od silicijum karbida u obliku isprepletenih vlakana, propusnost gasa je visoka, a zaštitni efekat na čestice silicijum karbida je mali; dok kod silikatnih i silicijum-oksinitridnih silicijum karbidnih proizvoda, površina čestica silicijum karbida je prekrivena kontinuiranim osnovnim materijalom, tako da ima jaka antioksidaciona svojstva. Svojstva otpornosti na oksidaciju silicij karbida vezanog za silikat i silicijum oksinitrid vezanog silicijum karbida pokazuju slično ponašanje u gornjim testovima, ali mogu jasno pokazati razlike između njih u dugotrajnoj upotrebi.

SiC je jedinjenje sa jakom kovalentnom vezom, koje i dalje održava visoku čvrstoću veze na visokoj temperaturi, tako da SiC ima dobru hemijsku stabilnost i neće biti erodiran većinom kiselinsko-baznih rastvora. Silicijum karbid ima veći ugao vlaženja sa rastopljenim metalom i šljakom. U poređenju sa oksidnim vatrostalnim materijalima, ima dobru otpornost na koroziju na različite čvrste materije, tečnosti i gasove. Na primjer, Al2O3-SiC-C lijevani proizvodi i proizvodi koji se koriste u sistemima za proizvodnju željeza, silikonske opeke za cementne peći i livene ploče koje sadrže silicijum karbid, razne kiselo-bazne reakcijske posude, itd.

Silicijum karbid je tipično kovalentno vezano jedinjenje sa mnogim odličnim svojstvima, kao što su otpornost na abraziju, otpornost na visoke temperature, otpornost na koroziju, visoku toplotnu provodljivost, visoku hemijsku stabilnost, široki pojas i veliku pokretljivost elektrona. Široko se koristi u abrazivima, vatrostalnim materijalima, funkcionalnoj keramici, metalurškoj galanteriji i drugim industrijama. Sa razvojem društvene ekonomije i tehnologije, silicijum karbid će se takođe koristiti u više polja.