15 mm x 11 mm drucklos gesinterte SiC-Walze
Die drucklos gesinterte 15*11-mm-SiC-Walze stellt eine Präzisionsspezifikation für dünnwandige Hohlrohre dar, die ein ideales Gleichgewicht zwischen Materialdichte, mechanischer Belastbarkeit und strukturellem Leichtgewicht erreicht. Dieses Produkt spielt eine entscheidende Rolle in Anwendungen wie dem Schutz von Thermoelementen, der Hochtemperatur-Rollenherdübertragung, Wärmetauscherrohren und dem Transport korrosiver Medien bei hohen Temperaturen.
Herstellungsprozess
Rohstoffsystem
Bei der Herstellung wird hochreines α-SiC-Submikronpulver (SiC-Gehalt ≥98 %, typischerweise ≥99 %) als Hauptrohstoff verwendet, ergänzt durch geringe Mengen an Sinterhilfsmitteln und Verarbeitungszusätzen. Die Partikelgröße D₅₀ liegt zwischen 0,5 und 0,6 μm und die Pulverreinheit liegt bei über 99 %.
Umformprozesse
- Extrusion:Plastifizierter Rohstoff, der für eine kontinuierliche Produktion durch Präzisionsrohrmatrizen gepresst wird
- Kaltisostatisches Pressen (CIP):Isotroper Druck von 100–300 MPa für gleichmäßige Dichte und Isotropie
- Kombinierter Extrusions-CIP-Prozess:Ideale Lösung, die Formungseffizienz mit gleichmäßiger Dichte kombiniert
- Schlickerguss:Kapillares Absorptionsverfahren für kleine Chargen und Sonderformen
Sinterprozess
Das drucklose Sintern wird in einer nicht oxidierenden Atmosphäre bei 2000–2150 °C durchgeführt und beruht auf der Festkörper- oder Flüssigphasendiffusion zur Verdichtung ohne äußeren Druck. Dieser Prozess ist nicht auf die Produktform oder -größe beschränkt und ist daher der gängige Weg für die Massenproduktion.
Nachbehandlung und Präzisionskontrolle
Nach dem Sintern werden die Stäbe einem Präzisionsschleifen und Polieren unterzogen, um die Zielabmessungen mit einer Bohrungsdurchmessertoleranz von ±0,01 mm, einer Zylindrizität ≤0,004 mm, einer Konzentrizität von 0,003 mm und einer Oberflächenrauheit von bis zu Ra 0,5 μm zu erreichen.
Physikochemische Eigenschaften
Mechanische Eigenschaften
| Eigentum |
Wert |
| Härte |
Mohs 9,5, Shore 115 HS, Mikrohärte 2200–3000 HV |
| Dichte |
≥3,10 g/cm³ (bis zu 3,18–3,20 g/cm³) |
| Elastizitätsmodul |
400–430 GPa |
| Biegefestigkeit (RT) |
350–400 MPa |
| Biegefestigkeit (1200°C) |
370–420 MPa |
| Druckfestigkeit |
>2500 MPa (bis 3900 MPa) |
| Bruchzähigkeit |
3,5–4,3 MPa·m¹/² |
| Porosität |
<0,2 % |
Thermische Eigenschaften
| Eigentum |
Wert |
| Maximale Betriebstemperatur |
1600–1650°C (oxidierend), kurzzeitig bis 2200°C |
| Wärmeleitfähigkeit (RT) |
120–200 W/(m·K) |
| Wärmeleitfähigkeit (1200°C) |
~33 W/(m·K) |
| Wärmeausdehnungskoeffizient |
(3,6–4,8)*10⁻⁶/K (20–1200°C) |
| Thermoschockbeständigkeit |
Hervorragend (hält >400°C/min stand) |
Chemische und elektrische Eigenschaften
SSiC weist eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit auf und bildet unter oxidierenden Hochtemperaturbedingungen eine dichte SiO₂-Schutzschicht. Mit Ausnahme von Flusssäure und geschmolzenen starken Alkalien weist es eine ausgezeichnete chemische Stabilität auf. Als Halbleiter mit großer Bandlücke ist er nicht magnetisch und nicht leitend.
Anwendungsszenarien
- Thermoelement-Schutzrohre:Hochtemperaturöfen, Salzbäder, Glasschmelzen
- Transport im Hochtemperatur-Rollenherdofen:Technische Keramik, Batteriematerialien, Feuerfestmaterialien
- Wärmetauscher und Rückgewinnungssysteme:Abwärmerückgewinnung bei 800–1000 °C
- Transport korrosiver Medien:Chemie-, Metallurgie- und neue Energiesektoren
- Mechanische Dichtungen und Lager:Rotierende Ausrüstung mit mittlerem Durchmesser
- Halbleiter- und Photovoltaikfertigung:Liefersysteme für hochreine Materialien
Leistungsvorteile
Vergleich der Kernleistung
| Eigentum |
SSiC |
RBSiC |
R-SiC |
Metall |
| SiC-Gehalt (%) |
≥98 |
80–90 |
~97 |
0 |
| Max. Betriebstemperatur (°C) |
1600–1650 |
1380 |
1600+ |
≤600–900 |
| Biegefestigkeit RT (MPa) |
350–400 |
250 |
~100 |
200–600 |
| Wärmeleitfähigkeit RT (W/m·K) |
120–200 |
130–240 |
100–150 |
15–45 |
| Relative Lebensdauer |
1 (Grundlinie) |
~0,2 |
~0,067 |
Viel niedriger |
Zusammenfassung der Kernvorteile
- Freie, silikonfreie Struktur, die Temperatur- und Korrosionsgrenzen überwindet
- Hervorragende Beibehaltung der mechanischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen
- Hervorragende Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit
- Extrem lange Lebensdauer und Wirtschaftlichkeit
- Leichtbau und Energieeinsparung
- Hohe Wärmeleitfähigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit
- Präzise Steuerungsfähigkeit für anspruchsvolle Anwendungen
- Chemische Inertheit und geringe Kontamination für ultrareine Anforderungen
Auswahlempfehlungen
Für kombinierte Bedingungen mit hohen Temperaturen (>1380 °C) und stark korrosiven Medien sind SSiC-Stäbe die notwendige Wahl. Für Mitteltemperaturanwendungen bietet RBSiC Kostenvorteile. SSiC bietet unersetzliche Vorteile in Bezug auf extreme Härte, Beibehaltung der Hochtemperaturfestigkeit und Gesamtlebensdauer.
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