Termék rövid leírása:
A szilíciumkarbid gyűrűk kiváló tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például nagy keménység, magas hőállóság (képesek stabilan működni magas hőmérsékletű környezetben), kopásállóság és korrózióállóság. Ezeket széles körben használják olyan területeken, mint a mechanikai tömítés és a prémium csapágyak, és biztosítják a berendezések tömítési megbízhatóságát és élettartamát összetett munkakörülmények között.
Termék részletek leírása:
A szilíciumkarbid kerámiák nemcsak kiváló szobahőmérsékletű mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például magas hajlítási szilárdság, kitűnő oxidációs állóság, jó korrózióállóság, nagy kopásállóság és alacsony súrlódási együttható, hanem magas hőmérsékleten is kiemelkedő mechanikai tulajdonságokkal (szilárdság, csúszásállóság stb.) bírnak a jelenleg ismert kerámiák között. A melegen sajtolt, nyomás nélkül sinterelt és meleg izosztatikus sajtolt eljárással előállított szilíciumkarbid anyagok akár 1600 °C-ig is stabilak maradhatnak, így a kerámiák közül különösen jó magas hőmérsékleti szilárdsággal rendelkeznek. Az oxidációs állóságuk szintén az összes nem-oxid kerámiák között a legjobbak közé tartozik.
A szilíciumkarbid kezdeti alkalmazása a magas keménységének köszönhető. Különböző köszörűkorongokká, csiszolóvászonokká, csiszpapírokká és egyéb csiszolóanyagokká alakítható, amelyeket csiszolásra használnak, így széles körben alkalmazzák a mechanikai feldolgozó iparban. Később kiderült, hogy acélgyártás során redukálószerként, valamint fűtőelemként is felhasználható, ami gyors fejlődést eredményezett a szilíciumkarbid területén.
A szilíciumkarbid kerámiákat széles körben használják ipari területeken, mint például a kőolajipar, vegyipar, mikroelektronika, autóipar, űr- és repülőgépipar, papírgyártás, lézertechnika, bányászat és atomenergia. A szilíciumkarbidot magas hőmérsékletű csapágyakban, páncélzott lemezekben, fúvókákban, magas hőmérsékleten és frekvencián működő korrózióálló alkatrészekben, valamint elektronikai berendezések alkatrészeiben használják.
A szilíciumkarbid gyűrűk, mint tipikus szilíciumkarbid kerámiák, teljes mértékben öröklik a szilíciumkarbid anyagok kiváló tulajdonságrendszerét. Rendkívül magas szerkezeti szilárdsággal és keménységgel rendelkeznek, amely lehetővé teszi számukra, hogy összetett mechanikai terhelések alatt is megőrizzék alakjuk stabilitását, és ellenálljanak külső ütésnek és nyomásnak. Kopásállóságuk a legmagasabb szintet éri el; folyamatos súrlódási körülmények között (például forgó vagy lengő mozgás során fellépő érintkezési súrlódás esetén) kopási rátájuk lényegesen alacsonyabb, mint a hagyományos fémes vagy kerámia gyűrűké, így élettartamuk jelentősen meghosszabbodik. Kiváló magas hőmérsékleten mutatott teljesítménnyel bírnak, és hosszú ideig stabilan működhetnek 1200 °C-os vagy még magasabb hőmérsékletű környezetben. Emellett kitűnő hőütés-állósággal rendelkeznek; még éles hőmérsékletváltozások esetén sem hajlamosak repedni vagy eltörni hőfeszültség miatt (például magas hőmérsékletű berendezések indítása és leállítása során). Ugyanakkor kiváló korrózióállóságuk is van, erős ellenállást tanúsítanak savas, lúgos, sóoldatokkal szemben, valamint különböző szerves korróziós közegekkel szemben is. Hosszú ideig megbízhatóan működhetnek durva korróziós környezetben. Ezen felül jó hővezető képességgel és oxidációs állósággal is rendelkeznek, magas a hőátviteli hatékonyság magas, és nem okoznak könnyen teljesítménycsökkenést magas hőmérsékleten történő oxidáció miatt.
Alkalmazási területeket tekintve a szilíciumkarbid gyűrűk számos kulcsfontosságú ipari forgatókönyvet lefednek előnyeik révén. A mechanikus tömítéstechnikában a szilíciumkarbid gyűrűk a korszerű mechanikus tömítések alapvető elemei, és széles körben használják őket a vegyipari ipar pumpái tömítésére, nukleáris erőművek hűtőrendszerének cirkulációs szivattyúinak tömítésére, valamint űrrepülőgépek hajtóműveinek tömítésére. Például erősen korróziós, magas hőmérsékletű és nyomású kémiai anyagok (például erős savak oldatai és magas hőmérsékletű olvadékok) szállítása során a szilíciumkarbid gyűrűk mozgó vagy álló gyűrűként is alkalmazhatók megbízható tömítés biztosítására, közegszivárgás megelőzésére, valamint a berendezések biztonságos és hatékony működésének garantálására. A csapágy- és hajtástechnikában a szilíciumkarbid gyűrűk magas hőmérsékleten és nagy sebességgel működő gördülőcsapágyak gördülőelemeiként vagy ketteszerkezeteként használhatók, például fémipari iparban alkalmazott magas hőmérsékletű hengeres csapágyakban, repülőgépmotorok nagysebességű csapágyaiban stb. Alacsony súrlódási együtthatójuk és kiemelkedő kopásállóságuk miatt csökkentik a csapágyak futási ellenállását, javítják a hajtás hatásfokát és élettartamát. A félvezető- és mikroelektronikai területen a szilíciumkarbid félvezető jellegének, hőállóságának és sugárzással szembeni ellenállásának köszönhetően a szilíciumkarbid gyűrűk fontos szerkezeti elemekként használhatók magas hőmérsékleten működő félvezetőberendezésekben, például a lapkagyártás során alkalmazott magas hőmérsékletű hordozógyűrűként. Ezek strukturális stabilitást mutatnak magas hőmérsékletű technológiai környezetekben (például epitaxiális növekedés vagy ionimplantáció magas hőmérsékleten), nem szennyezik könnyen a lapkákat, így biztosítják a chipek gyártásának pontosságát és kitermelését. Az új energiatermelés területén, például a hidrogénenergia-berendezések magas nyomású tömítési pontjainál a szilíciumkarbid gyűrűk ellenállnak a nagy nyomású hidrogén korróziójának és az áramló közeg eróziós hatásának, így megbízható tömítést biztosítanak a hidrogén üzemanyagcellás rendszerekben, valamint a hidrogén tárolási és szállítási berendezésekben. Továbbá bányászati gépek kopásálló alkatrészei vagy papírgyártó gépek magas hőmérsékletű szárítóhengereinek tömítőgyűrűi esetében is a szilíciumkarbid gyűrűk a kopás- és hőállóságuknak köszönhetően kulcsfontosságú választássá váltak a hagyományos anyagok helyettesítésére, és hozzájárulnak a berendezések teljesítményének javításához.
A termék előnyeinek szempontjából a szilíciumkarbid gyűrűk elsőként jelentősen javíthatják a berendezések megbízhatóságát és élettartamát. Kiváló kopásállóságuk, korrózióállóságuk és hőállóságuk csökkenti a tömítésen és átvitelen alapuló meghibásodások és leállások számát, így alacsonyabb karbantartási költségekkel járnak. Másodszor, alkalmazkodóképességük extrém munkakörülmények között rendkívül erős, kitöltve a hagyományos fémtárcsák (könnyen korrózió éri, nem elegendő hőmérsékleti szilárdság) és az átlagos kerámiagyűrűk (rossz hőütés-állóság, magas ridegség) alkalmazási réseit olyan helyeken, ahol magas hőmérséklet, erős korrózió és intenzív kopás fordul elő, így anyagi alapot biztosítva a korszerű berendezések fejlesztéséhez még igénybevételibb körülményekre. Emellett hozzájárulnak a berendezések hatékony üzemeltetéséhez; az alacsony súrlódási együttható csökkenti az energia veszteséget, míg a jó hővezető-képesség segíti a berendezést a hőkezelésben (például a súrlódási hő időben történő elvezetése a tömítési ponton, hogy elkerülje a helyi túlmelegedést), így javítva az egész rendszer energiatakarékosságát. Ezen felül technikai habilitációs szerepük kiemelkedő a felső kategóriás területeken. A szilíciumkarbid félvezető és szerkezeti tulajdonságainak integrációjára támaszkodva a szilíciumkarbid gyűrűk kielégíthetik a szerkezeti tartást, tömítővédelmet és részleges elektromos tulajdonságokat igénylő alkalmazásokat olyan felső kategóriás területeken, mint a félvezetőipar és az űripar, elősegítve a kapcsolódó berendezések miniaturizálódását, magasabb szintű integrációját és növekvő megbízhatóságát.
A gyártási folyamat szempontjából a szilíciumkarbid gyűrűk általában precíziós szinterelési és megmunkálási technológiát alkalmaznak. Először olyan eljárásokat, mint például meleg sajtolásos szinterelés, reakciós szinterelés vagy meleg izosztatikus préseléses szinterelés használnak a szilíciumkarbid por sűrítésére alkatrész formájára. Ezután nagy pontosságú köszörülés, finomcsiszolás vagy akár lézeres megmunkálás segítségével a gyűrű méretpontossága (például kerekesség, párhuzamosság és felületi érdesség) rendkívül magas szintre emelkedik, így kielégíti a precíziós tömítés, nagysebességű hajtás és egyéb alkalmazások szigorú tűréshatár-követelményeit. Egyes magas szintű szilíciumkarbid gyűrűk felületmódosító kezeléseken is (például bevonattal erősítés, ionimplantálás) részesülnek, amelyek tovább optimalizálják kopásállóságukat, korrózióállóságukat vagy elektromos tulajdonságaikat, és kiterjesztik alkalmazási határaikat. Az ipari technológia fejlődésével a szilíciumkarbid gyűrűk előállítási folyamata folyamatosan fejlődik. Nemcsak nagyobb méretű és összetettebb szerkezetű gyűrűtestek gyártását teszi lehetővé, hanem a teljesítmény konzisztenciája és költségkontroll közötti egyensúlyt is biztosítja, ezzel alapvető feltételt teremtve elterjedésükre és alkalmazásukra szélesebb körben.
Termékpéldány táblázat
| Tétel |
Egység |
Nyomásmentesen sinterelt szilíciumkarbid (SSIC) |
Reakciós kötésű szilíciumkarbid (RBSiC/SiSiC) |
Újraszilárdult szilíciumkarbid (RSIC) |
| Alkalmazás maximális hőmérséklete |
℃ |
1600 |
1380 |
1650 |
| Sűrűség |
g/cm³ |
> 3,1 |
> 3,02 |
> 2,6 |
| Nyitott porozitás |
% |
< 0,1 |
< 0,1 |
15% |
| Törési erő |
MPa |
> 400 |
250(20℃) |
90-100(20℃) |
|
MPa |
|
280(1200℃) |
100-120 (1100 ℃) |
| Rugalmassági modulus |
GPa |
420 |
330(20℃) |
240 |
|
GPa |
|
300 (1200 ℃) |
|
| Hővezetékonyság |
W/m·K |
74 |
45(1200℃) |
24 |
| Hőmérsékleti tágulási együttható |
K⁻¹×10⁻⁶ |
4.1 |
4.5 |
4.8 |
| Vickers keménység HV |
GPa |
22 |
20 |
|
| Sav- és lúgálló |
|
kiváló |
kiváló |
kiváló |
EN
