Breve descrizione del prodotto:
Gli anelli in carburo di silicio possiedono eccellenti proprietà delle ceramiche al carburo di silicio, come elevata durezza, resistenza alle alte temperature (in grado di funzionare stabilmente in ambienti ad alta temperatura), resistenza all'usura e alla corrosione. Sono ampiamente utilizzati in settori come le tenute meccaniche e i cuscinetti di fascia alta, e possono garantire l'affidabilità della tenuta e la durata del dispositivo in condizioni operative complesse.
Descrizione dei dettagli del prodotto:
Le ceramiche al carburo di silicio non solo possiedono eccellenti proprietà meccaniche a temperatura ambiente, come elevata resistenza alla flessione, ottima resistenza all'ossidazione, buona resistenza alla corrosione, alta resistenza all'usura e basso coefficiente d'attrito, ma anche le loro proprietà meccaniche ad alta temperatura (resistenza, resistenza al creep, ecc.) sono tra le più elevate tra tutti i materiali ceramici conosciuti. I materiali in carburo di silicio preparati mediante sinterizzazione per pressatura a caldo, sinterizzazione senza pressione e sinterizzazione isostatica a caldo possono mantenere la stabilità a temperature fino a 1600°C, rendendoli materiali con un'elevata resistenza termica tra le ceramiche. La loro resistenza all'ossidazione è inoltre molto buona tra tutte le ceramiche non ossidiche.
La prima applicazione del carburo di silicio era dovuta alle sue elevate prestazioni di durezza. Può essere utilizzato per realizzare varie mole, carte abrasive, carta vetrata e diversi tipi di abrasivi per la rettifica, ed è pertanto ampiamente impiegato nell'industria della lavorazione meccanica. Successivamente si è scoperto che può essere utilizzato anche come agente riducente nella produzione dell'acciaio e come elemento riscaldante, favorendo così lo sviluppo rapido del carburo di silicio.
Le ceramiche in carburo di silicio sono state ampiamente utilizzate in settori industriali come petrolio, chimica, microelettronica, automobilistico, aerospaziale, avionico, cartario, laser, estrazione mineraria ed energia atomica. Il carburo di silicio è ampiamente impiegato nei cuscinetti ad alta temperatura, lastre anti-proiettile, ugelli, componenti resistenti alla corrosione a temperature elevate e parti per apparecchiature elettroniche in ambito ad alta temperatura e ad alta frequenza.
Gli anelli in carburo di silicio, come componente tipico della ceramica in carburo di silicio, ereditano pienamente il sistema di prestazioni eccellenti dei materiali in carburo di silicio. Possiedono un'elevatissima resistenza strutturale e durezza, caratteristiche che permettono loro di mantenere la stabilità morfologica sotto carichi meccanici complessi e di resistere a impatti ed estrusioni esterni. La loro resistenza all'usura raggiunge livelli elevatissimi; in condizioni di attrito continuo (come l'attrito di contatto in movimenti rotativi o alternati), il tasso di usura è molto inferiore rispetto a quello degli anelli metallici o ceramici convenzionali, e la durata utile è notevolmente prolungata. Hanno prestazioni termiche eccezionali e possono funzionare stabilmente per lunghi periodi in ambienti a temperature di 1200 °C o anche superiori. Inoltre, presentano un'elevata resistenza agli shock termici; anche in scenari con variazioni brusche di temperatura (ad esempio durante le fasi di avvio e arresto di apparecchiature ad alta temperatura), non si crepano né si rompono facilmente a causa delle sollecitazioni termiche. Allo stesso tempo, hanno un'eccellente resistenza alla corrosione, con grande capacità di resistenza agli acidi, alle basi, alle soluzioni saline e a diversi mezzi corrosivi organici. Possono operare in modo affidabile per lunghi periodi in ambienti corrosivi severi. In aggiunta, presentano anche una buona conducibilità termica e resistenza all'ossidazione, con elevate efficienza del trasferimento termico, e non sono facili da causare attenuazione delle prestazioni a causa dell'ossidazione a temperature elevate.
In termini di campi applicativi, gli anelli in carburo di silicio coprono numerose scenari industriali chiave grazie ai loro molteplici vantaggi. Nel campo delle tenute meccaniche, essi sono componenti fondamentali delle tenute meccaniche di alta gamma e vengono ampiamente utilizzati per le guarnizioni di pompe nell'industria petrolchimica, per le guarnizioni delle pompe di circolazione nei sistemi di raffreddamento delle centrali nucleari e per le tenute dei motori aerospaziali. Ad esempio, durante il trasporto di mezzi chimici altamente corrosivi, ad alta temperatura e ad alta pressione (come soluzioni di acidi forti e fusioni ad alta temperatura), gli anelli in carburo di silicio possono essere impiegati come anelli mobili o fissi per realizzare una tenuta affidabile, evitare perdite di fluido e garantire un funzionamento sicuro ed efficiente dell'apparecchiatura. Nel settore dei cuscinetti e della trasmissione, gli anelli in carburo di silicio possono essere utilizzati come elementi volventi o componenti della gabbia di cuscinetti ad alta temperatura e ad alta velocità, adatti a cuscinetti a rulli ad alta temperatura nell'industria metallurgica, cuscinetti ad alta velocità nei motori aeronautici, ecc. Grazie al loro basso coefficiente d'attrito e all'elevata resistenza all'usura, riducono la resistenza al rotolamento dei cuscinetti e migliorano l'efficienza della trasmissione e la durata. Nel campo dei semiconduttori e della microelettronica, sfruttando le caratteristiche semiconduttive, la resistenza alle alte temperature e la resistenza alle radiazioni del carburo di silicio, gli anelli in carburo di silicio possono essere impiegati in parti strutturali chiave degli impianti per semiconduttori ad alta temperatura, come gli anelli portanti ad alta temperatura nel processo di produzione delle wafer. Essi mantengono stabilità strutturale in ambienti di processo ad alta temperatura (ad esempio crescita epitassiale e impianto ionico a temperature elevate), non contaminano facilmente le wafer e garantiscono precisione e resa nella produzione dei chip. Nel settore delle energie rinnovabili, ad esempio nel collegamento di tenuta ad alta pressione delle apparecchiature per l'idrogeno, gli anelli in carburo di silicio possono resistere alla corrosione dell'idrogeno ad alta pressione e all'erosione del flusso ad alta velocità, assicurando l'affidabilità delle tenute nei sistemi a celle a combustibile a idrogeno e nelle attrezzature per lo stoccaggio e il trasporto dell'idrogeno. Inoltre, in applicazioni come parti resistenti all'usura per macchinari minerari e anelli di tenuta per rulli asciugatori ad alta temperatura nei macchinari per la carta, gli anelli in carburo di silicio sono diventati una scelta fondamentale per sostituire i materiali tradizionali e migliorare le prestazioni delle apparecchiature grazie alle loro caratteristiche di resistenza all'usura e alle alte temperature.
Dal punto di vista dei vantaggi del prodotto, gli anelli in carburo di silicio possono innanzitutto migliorare significativamente l'affidabilità e la durata degli impianti. L'elevata resistenza all'usura, la resistenza alla corrosione e la resistenza alle alte temperature riducono il numero di guasti e fermi impianto causati da problemi di tenuta e trasmissione, abbattendo i costi di manutenzione. In secondo luogo, la loro capacità di adattarsi a condizioni operative estreme è eccezionalmente elevata, colmando il vuoto applicativo degli anelli metallici tradizionali (facilmente corrodibili, insufficiente resistenza a caldo) e degli anelli ceramici comuni (scarsa resistenza agli shock termici, elevata fragilità) nei contesti ad alta temperatura, fortemente corrosivi e soggetti ad alto usura, fornendo così una base materiale per lo sviluppo di apparecchiature di fascia alta verso condizioni operative più gravose. Inoltre, contribuiscono al funzionamento efficiente degli impianti; il basso coefficiente d'attrito permette di ridurre le perdite energetiche, mentre la buona conducibilità termica aiuta nella gestione termica dell'apparecchiatura (ad esempio espellendo tempestivamente il calore generato dall'attrito nel collegamento di tenuta, evitando surriscaldamenti localizzati), migliorando così l'efficienza energetica dell'intero sistema. Infine, il loro ruolo tecnologico nei settori avanzati è particolarmente rilevante. Grazie all'integrazione delle proprietà semiconduttive e strutturali del carburo di silicio, questi anelli possono soddisfare le esigenze di supporto strutturale, protezione stagna e parziali proprietà elettriche in settori high-tech come i semiconduttori e l'aerospaziale, promuovendo lo sviluppo delle relative apparecchiature verso miniaturizzazione, maggiore integrazione e maggiore affidabilità.
Per quanto riguarda il processo produttivo, gli anelli in carburo di silicio adottano generalmente tecnologie di sinterizzazione e lavorazione di precisione. Inizialmente, si utilizzano processi come la sinterizzazione a caldo con pressatura, la sinterizzazione reattiva o la sinterizzazione isostatica a caldo per densificare la polvere di carburo di silicio in un semilavorato. Successivamente, mediante lavorazioni ad alta precisione come rettifica, lucidatura o addirittura trattamenti laser, si raggiungono standard estremamente elevati di accuratezza dimensionale dell'anello (come rotondità, parallelismo e rugosità superficiale), soddisfacendo così i rigorosi requisiti di tolleranza necessari per applicazioni di tenuta precisa, trasmissione ad alta velocità e altri scenari. Alcuni anelli in carburo di silicio di fascia alta possono inoltre subire trattamenti di modifica superficiale (come rivestimenti rinforzati o impianto ionico) per ottimizzare ulteriormente la resistenza all'usura, la resistenza alla corrosione o le proprietà elettriche, ampliando così i confini applicativi. Con l'evoluzione della tecnologia industriale, il processo di preparazione degli anelli in carburo di silicio viene continuamente aggiornato: non solo consente la realizzazione di corpi anulari di dimensioni maggiori e strutture più complesse, ma riesce anche a bilanciare coerenza prestazionale e controllo dei costi, creando le basi per una diffusione più ampia in settori sempre più diversificati.
Tabella dei parametri del prodotto
| Voce |
Unità |
Carburo di Silicio Sinterizzato Senza Pressione (SSIC) |
Carburo di Silicio Legato per Reazione (RBSiC/SiSiC) |
Carburo di Silicio Ricristallizzato (RSIC) |
| Temperatura massima di applicazione |
℃ |
1600 |
1380 |
1650 |
| Densità |
g/cm3 |
> 3,1 |
> 3,02 |
> 2,6 |
| Porosità Aperta |
% |
< 0, 1 |
< 0, 1 |
15% |
| Resistenza a flessione |
Mpa |
> 400 |
250(20℃) |
90-100(20℃) |
|
Mpa |
|
280(1200℃) |
100-120 (1100℃) |
| Modulo di elasticità |
GPA |
420 |
330(20℃) |
240 |
|
GPA |
|
300 (1200℃) |
|
| Conduttività termica |
W/m·K |
74 |
45(1200℃) |
24 |
| Coefficiente di espansione termica |
K⁻¹×10⁻⁶ |
4.1 |
4.5 |
4.8 |
| Durezza Vickers HV |
GPA |
22 |
20 |
|
| Resistente ad Acidi e Alcali |
|
eccellente |
eccellente |
eccellente |
EN
