Η βιομηχανική ζήτηση οδηγεί σε ευρύτερη υιοθέτηση κεραμικών εξαρτημάτων καρβιδίου του πυριτίου σε εφαρμογές υψηλών επιδόσεων

ΣΤΗΣ ΚΙΝΑΝΙΑΣ ∆εδομένων των αυξανόμενων απαιτήσεων για υλικά ικανά να λειτουργούν υπό υψηλές θερμοκρασίες, διαβρωτικές και μηχανικά απαιτητικές συνθήκες,Κηραμικά εξαρτήματα χωρίς πίεση από συμπυκνωμένο καρβίδιο του πυριτίου (SSiC)Οι νέες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται από την Ευρωπαϊκή Ένωση είναι ευρύτερες σε πολλούς κλάδους της βιομηχανίας.

Σύμφωνα με παρατηρήσεις της βιομηχανίας, τα υλικά SSiC χρησιμοποιούνται στην επεξεργασία ημιαγωγών, στα χημικά συστήματα και στους θερμικούς εξοπλισμούς όπου η σταθερότητα των επιδόσεων είναι κρίσιμη.

Στην κατασκευή ημιαγωγών, τα συστατικά του καρβιδίου του πυριτίου, όπως οι φορείς πλακιδίων, οι σωλήνες διεργασίας και τα στοιχεία θέρμανσης, χρησιμοποιούνται σε περιβάλλοντα άνω των 1200 °C.

Τα χαρακτηριστικά του υλικού, συμπεριλαμβανομένου ενός χαμηλού συντελεστή θερμικής διαστολής (~ 4,0 * 10-6 / K) και υψηλής θερμικής αγωγιμότητας (~ 116 W / m · K), υποστηρίζουν τη σταθερότητα διαστάσεων κατά τη διάρκεια του θερμικού κύκλου.

Ομοίως, σε εφαρμογές κλιβάνου και θερμικής επεξεργασίας, τα συστατικά SSiC χρησιμοποιούνται ως έπιπλα φούρνου, πλάκες σέτερ και δομικά υποστηρίγματα.Με μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας έως 1650°C σε αέρα και αντοχή σε θερμικά σοκ άνω των ΔT 350°C, το υλικό είναι κατάλληλο για επαναλαμβανόμενες συνθήκες θέρμανσης και ψύξης.

Στα συστήματα χημικής επεξεργασίας, τα συστατικά του καρβιδίου του πυριτίου χρησιμοποιούνται συνήθως για δαχτυλίδια σφραγίδωσης, εξαρτήματα αντλιών και επένδυση ανθεκτική στη διάβρωση.

Τα δεδομένα της δοκιμής υπό ελεγχόμενες συνθήκες (125~300 ώρες βύθισης με αναστάτωση) δείχνουν:

• Ταχύτητα διάβρωσης περίπου 1,8 mg/cm2·year σε 98% H2SO4 σε θερμοκρασία 100°C
• Ταχύτητα διάβρωσης περίπου 2,5 mg/cm2·year σε 50% NaOH σε θερμοκρασία 100 °C

Οι τιμές αυτές θεωρούνται γενικά εντός του εύρους κατάλληλου για μακροχρόνια βιομηχανική χρήση, ανάλογα με τον σχεδιασμό του συστήματος και τις συνθήκες λειτουργίας.

Πέρα από τα θερμικά και χημικά περιβάλλοντα, τα κεραμικά καρβιδίου του πυριτίου χρησιμοποιούνται επίσης σε εφαρμογές που είναι κρίσιμες για την φθορά, όπως βύσματα, επιφάνειες σφραγίδας και δομικά στοιχεία.

Οι τυπικές ιδιότητες περιλαμβάνουν σκληρότητα περίπου 93 HRA και μέτρο ελαστικότητας περίπου 410 GPa, υποστηρίζοντας την αντοχή σε παραμόρφωση και φθορά υπό μηχανικό φορτίο.

Τα συστατικά SSiC παράγονται μέσω διαδικασιών συγκόλλησης χωρίς πίεση που υπερβαίνουν τους 2100 °C, ακολουθούμενες από επεξεργασία ακριβείας.

Οι αναφερόμενες παραγωγικές δυνατότητες περιλαμβάνουν:

• Διάσταση ανοχής έως ±0,02 mm
• Ακατέργαστη επιφάνεια έως Ra ≤ 0,8 μm
• Ικανότητα παραγωγής πολύπλοκων γεωμετριών

Οι παραμέτροι αυτοί είναι σημαντικοί για εφαρμογές που απαιτούν αυστηρές ανοχές και σταθερές επιδόσεις συναρμολόγησης.

Καθώς τα βιομηχανικά συστήματα εξακολουθούν να απαιτούν υψηλότερη αξιοπιστία υπό ακραίες συνθήκες λειτουργίας, τα υλικά όπως το SSiC αναμένεται να διαδραματίσουν όλο και μεγαλύτερο ρόλο στον σχεδιασμό εξοπλισμού.

Οι εφαρμογές που περιλαμβάνουν υψηλές θερμοκρασίες, διαβρωτικά μέσα και μηχανική φθορά είναι πιθανό να παραμείνουν βασικοί παράγοντες για την υιοθέτηση κεραμικών κατασκευαστικών στοιχείων καρβιδίου του πυριτίου.