Japanese
孔隙性 が 高温 の SiC アプリケーション で 性能 を 向上 させる 理由
材料の選択において 共通の信念は
孔隙が少ない = 性能が良い
この仮定により多くのエンジニアは以下を好みます
- 密集陶器
- 高強度素材
しかし高温システムでは必ずしもそうではありません
典型的な工学論理:
- 密度が高い → 強度が高い
- 透孔性が低い → 信頼性が高い
だから:
透孔性のある材料は弱くて信頼性が低いと考えられています
実際の高温環境では
- 密集した材料は熱力ストレス下では裂けることがあります
- いくつかの孔状のSiC成分 (例えばRSiC) は,安定した長期性能を示しています.
- 失敗は常に密度と相関しているわけではありません
孔隙が違う役割を担っていることを示唆しています
高温では,性能は以下によって決定される.
- 熱圧
- 温度グラデーション
- 制約条件
機械的な力だけでなく
透孔構造は,次のものを提供します.
変形のための内部空間
この方法により:
- マイクロ・ストレイン・アコマージメント
- 内部のストレスの減少
密度の高い材料と比較して:
- ストレスが集中しない
- クラック開始が遅れている
高温システムでは:
- 温度が均等でない
- コンポーネントは熱グラディエントを経験する
透孔性物質:
- 熱伝導性が低い
- 急速な熱伝達を減らす
これは次の結果をもたらす:
- 温度のグラデーションが滑らか
- 熱圧を下げる
密度の高い物質は,次のように振る舞う.
頑丈で強い構造物
透孔性物質:
- 軽い順守を示す
- 制約によるストレスを減らす
支柱や縁の近くで特に重要です
密度の高い材料では:
- 裂け目が始まるとすぐに広がる
毛孔型構造では:
- 毛穴は障壁として機能します
- 亀裂経路が不規則になる
これは裂け目の拡散を遅らせます
密度が高い圧力をかけないシリコンカービッド (SSiC) 部品高い強度,高硬さ,そして優れた耐腐蝕性があります
シリコンカービッドシステム反応結合または再結晶されたSiC材料特定の高温環境では,より高い熱力耐性と裂け耐性を有する可能性があります.
したがって,孔隙性は常に欠陥として見なされるべきではなく,特定の運用条件に合わせて設計された構造特質として見なされるべきです.
オーブンのシステムでは:
- 密度の高いSiCコンポーネントにより構造の硬さが高くなります
- 透孔性のあるSiC材料は 熱グラディエントをよく耐える
高い負荷容量を必要とするアプリケーションでは,密度の高いSSiC構造セラミック部品一般的に選択されています
高温,低負荷環境で熱循環が激しい場合,代替透孔性シリコンカービッドシステム熱安定性が向上する可能性があります.
材料の選択はシステム条件に適合しなければならない.
- 高負荷 →密度のSiC (SSiC)
- 高温/熱変動 → 透孔型SiC (RSiC)
孔状のSiCは,次の場合に有利である.
- 熱傾斜は大きい
- 機械的な負荷は中程度です
- 長期的な安定性が必要
孔状のSiCは,次の場合,適さない場合がある.
- 高い屈曲負荷が優れている
- 構造の硬さは極めて重要です
透孔性 は 性能 を 向上 さ せる の で ある の は
- 熱圧を軽減します
- ストレスの緩和を可能にします
- 裂け目の拡散を遅らせます
特に高温環境では
密度が高くても必ずしも良いわけではありません
材料の性能は操作環境に依存する
異なるシリコンカービッド構造は,異なる作業環境に適しています.
密度の高いSSiC材料は,以下に広く使用されています.
- 高負荷
- 耐腐食性
- そして次元的な安定性
透孔性シリコンカービッド材料は,以下のためにしばしば選択されます.
- 熱圧容量
- 熱循環抵抗
- 軽量な高温構造物です
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