Введение
Важность Керамический материал на основе карбида кремния (SiC) в современном мире невозможно переоценить. Это один из самых обсуждаемых современных керамических материалов из-за его полезности и впечатляющих механических свойств. Почти каждая инжиниринговая фирма и высокотехнологичная отрасль, которые вы видите сегодня, используют материалы SiC тем или иным образом. Благодаря новейшим технологиям производители обнаружили, что спекание карбида кремния может помочь вам получить экономически эффективный, высококачественный SiC.
В сегодняшней статье вы узнаете о свойствах и применении карбид кремния, спеченный без давления тип. Вы также узнаете о различиях между реакционным спеканием и спеканием без давления карбида кремния. Наконец, вы увидите текущие тенденции международного рынка и рыночную стоимость спеченного карбида кремния.
Характеристики спеченного карбида кремния
Спеченный карбид кремния производится промышленным способом путем спекания чистых порошков SiC и нагрева их при температурах, достигающих 2100°C. После надлежащего нагрева и обработки порошки SiC сплавляются, образуя плотный, твердый керамический материал. Неоксидные спекающие добавки, такие как бор, очень важны в этом процессе повышения твердости карбида кремния. Двигаясь вперед, материалы SSiC доступны в двух основных сортах: реакционно-спеченный карбид кремния и спеченный без давления карбид кремния.
Эти материалы из спеченного карбида кремния (SSiC) набирают популярность, поскольку они похожи на улучшенную версию карбида кремния. Причина этого в том, что материалы SSiC обычно обладают превосходными механическими свойствами и долговечностью. Это связано с тем, что они подвергались дальнейшим промышленным процессам, включающим экстремальные температуры и нагревание. Они также имеют более высокую плотность, уровень чистоты и высокую устойчивость к коррозии, химикатам, износу и разрывам.
Свойства спеченного карбида кремния
Некоторые выдающиеся свойства спеченного карбида кремния:
-
Низкий коэффициент теплового расширения
-
Высокая прочность на сжатие и твердость.
-
Низкая пористость
-
Высокий процент чистого SiC.
-
Высокая температура плавления
-
Стабильность даже при высоких температурах.
-
Высокая устойчивость к коррозии, износу и разрывам.
-
Отличная теплопроводность и стойкость к тепловым ударам.
-
Прочные огнеупорные материалы
Применение спеченного карбида кремния
Благодаря замечательным свойствам спеченного карбида кремния его можно использовать в различных областях, включая:
-
Производство керамических радиаторов.
-
Производство керамических подшипников.
-
Военная техника и бронежилеты
-
Производство футеровки печей
-
Изготовление компонентов турбин
-
Производство превосходного Полупроводники на основе карбида кремния.
-
Производство шаров, седел и втулок для клапанов.
Сравнение спекания без давления и реакционного спекания карбида кремния
Спеченный карбид кремния может быть изготовлен промышленным способом по двум различным схемам спекания. Эти схемы: реакционное спекание карбида кремния и спекание карбида кремния без давления. Давайте кратко рассмотрим оба из них.
Реакционное спекание карбида кремния
Этот метод очень прост, если использовать его для спекания SiC. Здесь вы можете использовать очень низкие температуры около 1650°C для нагрева смеси порошков углерода и SiC. Убедитесь, что смесь достаточно пористая, чтобы позволить жидкому кремнию проникнуть в поры. Теперь, это то место, где происходит реакция, когда вы спекаете (нагреваете). Вы заметите, что жидкий кремний, который вы только что залили, реагирует с углеродом, и образуется избыточный спеченный плотный SiC.
Это высокоэнергоемкий процесс, но, как вы только что прочитали, этот процесс очень быстрый и простой. Он больше подходит для крупномасштабного производства спеченных материалов SiC. Это некоторые из основных преимуществ, которые он имеет по сравнению с безнапорным спеканием карбида кремния. Однако большинство материалов, полученных с помощью реакционного спекания, обычно недостаточно плотные, чтобы выдерживать очень высокие температуры. На них нельзя так сильно полагаться, потому что их пористая природа заставляет их легко трескаться под механическим напряжением.
Изделия из реакционно-спеченного карбида кремния по-прежнему могут использоваться для различных уникальных целей и применений в аэрокосмической и машиностроительной промышленности.
Спекание карбида кремния без давления
Этот метод спекания карбида кремния не предполагает добавления внешнего давления к высокочистый SiC порошки в вашем распоряжении. Для достижения этого спекания без давления можно использовать вакуумную печь с высокими температурами в диапазоне от 2100°C до 2200°C. Все, что нужно, это нагреть порошок карбида кремния в вакууме до тех пор, пока порошок не расплавится, образуя очень плотную поликристаллическую керамическую пластину. Процесс расплавления проходит через фазу твердотельной диффузии, и частицы таким образом образуют шейки.
Спекание карбида кремния без давления позволяет вам производить высококачественный и экономически эффективный спеченный карбид кремния. Он предлагает вам несколько уникальных преимуществ по сравнению с реакционным спеканием карбида кремния. Некоторые из этих преимуществ включают:
-
Снижение себестоимости продукции, поскольку для спекания порошка карбида кремния не обязательно требуется внешнее давление.
-
Метод спекания карбида кремния без давления позволяет изготавливать любые виды керамических материалов сложной формы по вашему выбору.
-
Использование метода спекания карбида кремния без давления позволяет избежать ограничений, накладываемых формами в процессе обработки.
-
Спекание карбида кремния без давления может помочь вам производить превосходные материалы SSiC с высокой термостойкостью и прочностью на изгиб.
Реакционное спекание экономит ваше время и снижает стоимость производства, в то время как спекание без давления дает вам чистый, превосходного качества SSiC. Таким образом, вы можете учитывать эти факторы и делать свой выбор на основе спецификаций вашего продукта и ожидаемых результатов.
Свойства спеченного без давления карбида кремния
Было показано, насколько легко производить этот безнапорный сорт спеченного карбида кремния в промышленности. Теперь, некоторые из удивительных свойств этих безнапорных спеченных материалов SiC:
-
Имеет плотность в диапазоне 3,1–3,2 г/см³.
-
Высокая твердость по Виккерсу 2500 HV0.5.
-
99% чистый карбид кремния
-
Химически инертный материал.
-
Низкий коэффициент теплового расширения.
-
Имеет пористость менее 0,2% из-за своей высокой плотности.
-
Он может выдерживать температуру до 1600°C.
-
Прочность на сжатие 3000 МПа и прочность на изгиб 600 МПа.
-
Высокоэластичен, имеет модуль Юнга около 410 ГПа.
-
Хороший теплопроводник, с теплопроводность достигая 120 Вт/мК.
Применение материалов из карбида кремния, спеченных без давления
Применение материалов SiC, спеченных без давления, охватывает широкий спектр промышленных секторов. Металлургическая промышленность, электроника, инжиниринговые фирмы, аэрокосмическая, автомобильная и многие другие производственные отрасли извлекают выгоду из этих материалов SiC, спеченных без давления. Вот некоторые из ценных применений, в которых вам может помочь карбид кремния, спеченный без давления:
-
Производство механических колец, патрубков и прокладок для тяжелых промышленных машин.
-
Высокотемпературные применения, такие как промышленные печи, керамические вводы для электроизоляции и радиаторы в полупроводниках.
-
Производство оптических зеркал, эффективно использующих короткие длины волн.
-
Производство абразивов, механических уплотнений, режущего инструмента, шлифовального инструмента и футеровки печей в высокотехнологичных отраслях промышленности.
-
Производство военной брони, компонентов баллистических ракет и бронежилетов.
-
Производство механических насосов, высокотехнологичных электронных приборов и полупроводников благодаря твердости и высокой теплопроводности карбида кремния.
-
Спеченный без давления SiC может помочь вам производить устойчивые к царапинам твердые покрытия для других материалов.
Текущая рыночная стоимость и тенденции рынка спеченного карбида кремния
По состоянию на 2023 год стоимость спеченного sic на международном рынке составляла колоссальные $725 миллионов. С тех пор мировой спрос значительно вырос, а вместе с ним и стоимость. В 2024 году она выросла примерно до $1,8 миллиарда, впечатляет, не правда ли? С годовым темпом прироста (CAGR) в 7,6% рынок все еще имеет потенциал для дальнейшего расширения.
Ключевыми игроками в этой отрасли являются такие ведущие компании, как CoorsTek (США) и Saint-Gobain Performance Ceramics and Refractories (Франция).
Если вы хотите приобрести высококачественные и долговечные спеченные материалы SiC, GGSКерамика это ваш лучший выбор. У нас есть широкий ассортимент доступных, высокопроизводительных реакционно-спеченных SiC и спеченных без давления SiC материалов, которые удовлетворят вас.
Часто задаваемые вопросы
Какова энергоемкость спеченного карбида кремния?
Энергоемкость спеченного карбида кремния составляет около 200.
Лучше ли SiC, полученный прямым спеканием, чем SiC, полученный реакционным способом?
Да, можно сказать, что SiC, полученный прямым спеканием, лучше, чем SiC, полученный реакционным способом, поскольку он лучше работает при чрезвычайно высоких температурах.
Почему спеченный карбид кремния является лучшим материалом для изготовления уплотнений?
Исключительная твердость и абразивность спеченного карбида кремния помогают производить высокопрочные уплотнения. Эти уплотнения надежны, долговечны и устойчивы к износу благодаря материалу спеченного карбида кремния.
Заключение
Впечатляющие свойства спеченного карбида кремния постепенно делают мир проще и приятнее для жизни. Да, можно с уверенностью сказать так, учитывая его многочисленные применения и ценный вклад во многие секторы и экономики по всему миру. Материалы SSiC можно назвать будущим передовой керамики. Сейчас самое лучшее время для инвестиций!