Invoering
Het belang van Siliciumcarbide (SiC) keramisch materiaal De betekenis ervan voor de wereld van vandaag kan niet genoeg benadrukt worden. Het is een van de meest besproken geavanceerde keramische materialen vanwege zijn bruikbaarheid en indrukwekkende mechanische eigenschappen. Bijna elk ingenieursbureau en elke hightechindustrie die je tegenwoordig ziet, gebruikt SiC-materialen op de een of andere manier. Dankzij recente technologie hebben fabrikanten ontdekt dat het sinteren van siliciumcarbide je kan helpen om kosteneffectief, hoogwaardig SiC te verkrijgen.
In het artikel van vandaag leert u over de eigenschappen en toepassingen van de drukloos gesinterd siliciumcarbide Type. U ontdekt ook de verschillen tussen reactief sinteren en drukloos sinteren van siliciumcarbide. Ten slotte krijgt u inzicht in de huidige internationale markttrends en de marktwaarde van gesinterd siliciumcarbide.
Kenmerken van gesinterd siliciumcarbide
Gesinterd siliciumcarbide wordt industrieel geproduceerd door zuivere SiC-poeders te sinteren en te verhitten tot temperaturen van 2100 °C. Na de juiste verhitting en bewerking smelten de SiC-poeders samen tot een dicht, hard keramisch materiaal. Niet-oxide sinterhulpmiddelen zoals borium zijn essentieel in dit proces om de hardheid van siliciumcarbide te verbeteren. SSiC-materialen zijn verkrijgbaar in twee hoofdkwaliteiten: reactiegesinterd siliciumcarbide en drukloos gesinterd siliciumcarbide.
Deze materialen van gesinterd siliciumcarbide (SSiC) winnen aan populariteit omdat ze een verbeterde versie van siliciumcarbide zijn. SSiC-materialen hebben doorgaans superieure mechanische eigenschappen en duurzaamheid. Dit komt doordat ze zijn blootgesteld aan verdere industriële processen met extreme temperaturen en verhitting. Ze hebben ook een hogere dichtheid, een hogere zuiverheidsgraad en een sterke weerstand tegen corrosie, chemicaliën, slijtage en scheuren.
Eigenschappen van gesinterd siliciumcarbide
Enkele opmerkelijke eigenschappen van gesinterd siliciumcarbide zijn:
-
Lage thermische uitzettingscoëfficiënt
-
Hoge druksterkte en hardheid.
-
Lage porositeit
-
Hoog percentage zuiver SiC.
-
Hoog smeltpunt
-
Stabiliteit, zelfs bij hoge temperaturen.
-
Hoge weerstand tegen corrosie, slijtage en scheuren.
-
Uitstekende thermische geleidbaarheid en thermische schokbestendigheid.
-
Duurzame vuurvaste materialen
Toepassingen van gesinterd siliciumcarbide
Dankzij de interessante eigenschappen van gesinterd siliciumcarbide kunt u het in uiteenlopende toepassingen gebruiken, waaronder:
-
Productie van keramische koellichamen.
-
Fabricage van keramische lagers.
-
Militaire voertuigen en kogelwerende vesten
-
Productie van ovenbekleding
-
Productie van turbinecomponenten
-
Productie van uitstekende siliciumcarbide halfgeleiders.
-
Productie van kogels, zittingen en voeringen voor kleppen.
Vergelijking tussen drukloos sinteren en reactiesinteren van siliciumcarbide
Gesinterd siliciumcarbide kan industrieel worden geproduceerd in twee verschillende sinterpatronen. Deze patronen zijn: reactief sinteren van siliciumcarbide en drukloos sinteren van siliciumcarbide. Laten we beide kort nader bekijken.
Reactiesinteren van siliciumcarbide
Deze methode is zeer eenvoudig te gebruiken voor het sinteren van SiC. Hierbij kunt u zeer lage temperaturen van ongeveer 1650 °C gebruiken om een mengsel van koolstof en SiC-poeder te verhitten. Zorg ervoor dat het mengsel poreus genoeg is om vloeibaar silicium in de poriën te laten infiltreren. Dit is waar de reactie plaatsvindt tijdens het sinteren (verhitten). U zult merken dat het vloeibare silicium dat u zojuist hebt gegoten, reageert met de koolstof, waardoor er een overmaat aan gesinterd, dicht SiC ontstaat.
Het is een energieverslindend proces, maar zoals u net hebt gelezen, is het ook erg snel en eenvoudig. Het is meer geschikt voor de grootschalige productie van gesinterde SiC-materialen. Dat zijn enkele van de belangrijkste voordelen ten opzichte van drukloos sinteren van siliciumcarbide. De meeste materialen die via reactief sinteren worden geproduceerd, hebben echter meestal niet voldoende dichtheid om zeer hoge temperaturen te weerstaan. Je kunt er niet zo veel op vertrouwen, omdat ze door hun poreuze aard gemakkelijk scheuren onder mechanische belasting.
Producten van reactiegesinterd siliciumcarbide kunnen nog steeds voor verschillende unieke doeleinden en toepassingen worden gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en de machinebouw.
Drukloos sinteren van siliciumcarbide
Bij deze methode voor het sinteren van siliciumcarbide wordt geen externe druk op de SiC met hoge zuiverheid poeders tot uw beschikking. Een vacuümoven met hoge temperaturen tussen 2100 °C en 2200 °C kan worden gebruikt om dit drukloze sinteren te realiseren. Het enige wat nodig is, is het siliciumcarbidepoeder in het vacuüm te verhitten tot het poeder samensmelt tot een zeer dichte polykristallijne keramische plaat. Het versmeltingsproces verloopt via de vaste-toestanddiffusiefase, waarbij deeltjes nekken vormen.
Het drukloos sinteren van siliciumcarbide helpt u bij het produceren van hoogwaardig en kosteneffectief gesinterd siliciumcarbide. Het biedt u verschillende unieke voordelen ten opzichte van het reactiesinteren van siliciumcarbide. Enkele van deze voordelen zijn:
-
De productiekosten worden verlaagd omdat er niet per se externe druk nodig is om het siliciumcarbidepoeder te sinteren.
-
Met het drukloos sinteren van siliciumcarbide kunt u elk keramisch materiaal met complexe vormen naar keuze produceren.
-
Door gebruik te maken van de drukloze sinteringsmethode van siliciumcarbide omzeilt u de beperkingen van mallen tijdens het bewerkingsproces.
-
Met het drukloos sinteren van siliciumcarbide kunt u superieure SSiC-materialen produceren met een hoge temperatuurbestendigheid en buigsterkte.
Reactief sinteren bespaart u tijd en verlaagt uw productiekosten, terwijl drukloos sinteren u zuiver SSiC van superieure kwaliteit oplevert. U kunt dus rekening houden met deze factoren en uw keuze maken op basis van uw productspecificaties en de verwachte resultaten.
Eigenschappen van drukloos gesinterd siliciumcarbide
Het is aangetoond hoe eenvoudig het is om deze drukloze kwaliteit gesinterd siliciumcarbide in de industrie te produceren. Enkele van de verbazingwekkende eigenschappen van deze drukloze gesinterde SiC-materialen zijn:
-
Heeft een dichtheid variërend van 3,1 - 3,2 g/cm³.
-
Hoge Vickers-hardheid van 2500 HV0.5.
-
99% zuiver siliciumcarbide
-
Chemisch inert materiaal.
-
Lage thermische uitzettingscoëfficiënt.
-
Heeft een porositeit van minder dan 0,2% vanwege de hoge dichtheid.
-
Het is bestand tegen temperaturen tot 1.600°C.
-
Druksterkte van 3.000 MPa en buigsterkte van 600 MPa.
-
Zeer elastisch, met een elasticiteitsmodulus van ongeveer 410 GPa.
-
Goede thermische geleider, met een thermische geleidbaarheid tot 120 W/mK.
Toepassingen van drukloze gesinterde siliciumcarbidematerialen
De toepassingen van drukloos gesinterd SiC-materialen bestrijken een breed scala aan industriële sectoren. De metaalindustrie, elektronica, ingenieursbureaus, de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie en vele andere maakindustrieën profiteren allemaal van dit drukloos gesinterde SiC. Hier zijn enkele waardevolle toepassingen waarbij drukloos gesinterd siliciumcarbide u kan helpen:
-
Productie van mechanische ringen, spuitmonden en pakkingen voor zware industriële machines.
-
Toepassingen met hoge temperaturen, zoals industriële ovens, keramische doorvoeren voor elektrische isolatie en koellichamen in halfgeleiders.
-
Productie van optische spiegels die voor efficiëntie korte golflengten gebruiken.
-
Fabricage van schuurmiddelen, mechanische afdichtingen, snijgereedschappen, slijpgereedschappen en ovenbekledingen in hightechindustrieën.
-
Productie van militaire pantsers, onderdelen voor ballistische raketten en kogelwerende vesten.
-
Productie van mechanische pompen, geavanceerde elektronische apparaten en halfgeleiders dankzij de hardheid en hoge thermische geleidbaarheid van siliciumcarbide.
-
Met drukloos gesinterd SiC kunt u krasbestendige harde coatings voor andere materialen produceren.
Huidige marktwaarde en markttrends van gesinterd siliciumcarbide
In 2023 bedroeg de internationale marktwaarde van gesinterd siliciumdioxide maar liefst $725 miljoen. Sindsdien is de wereldwijde vraag enorm toegenomen, evenals de waarde. In 2024 steeg deze naar ongeveer $1,8 miljard, indrukwekkend toch? Met een samengestelde jaarlijkse groei (CAGR) van 7,6% heeft de markt nog steeds de potentie om veel verder te groeien.
Belangrijke spelers in deze sector zijn topbedrijven als CoorsTek uit de VS en Saint-Gobain Performance Ceramics and Refractories uit Frankrijk.
Als u op zoek bent naar hoogwaardige en duurzame gesinterde SiC-materialen, GGSCeramics is uw beste keuze. We hebben een breed assortiment betaalbare, hoogwaardige reactiegesinterde SiC- en drukloze gesinterde SiC-materialen om aan uw wensen te voldoen.
Veelgestelde vragen
Wat is de energiewaarde van gesinterd siliciumcarbide?
De energiewaarde van gesinterd siliciumcarbide bedraagt ongeveer 200.
Is Direct Sintered SiC beter dan Reaction Bonded SiC?
Ja, je kunt zeggen dat direct gesinterd SiC beter is dan reactief gebonden SiC, omdat het beter presteert bij extreem hoge temperaturen.
Waarom is gesinterd siliciumcarbide het beste materiaal voor de productie van afdichtingen?
De uitzonderlijke hardheid en abrasiviteit van gesinterd siliciumcarbide helpen u bij het produceren van zeer sterke afdichtingen. Deze afdichtingen zijn betrouwbaar, duurzaam en slijtvast dankzij het gesinterde siliciumcarbide.
Conclusie
De indrukwekkende eigenschappen van gesinterd siliciumcarbide maken het leven in de wereld geleidelijk gemakkelijker en aangenamer. Ja, dat is zeker waar, gezien de vele toepassingen en waardevolle bijdragen aan vele sectoren en economieën wereldwijd. U kunt SSiC-materialen gerust de toekomst van geavanceerde keramiek noemen. Nu is het beste moment om te investeren!