Краткое описание продукта:
Кольца из карбида кремния обладают отличными свойствами керамики из карбида кремния, такими как высокая твердость, термостойкость (способность стабильно работать в условиях высоких температур), износостойкость и коррозионная стойкость. Они широко применяются в таких областях, как механические уплотнения и высококачественные подшипники, и обеспечивают надежность уплотнения и длительный срок службы оборудования в сложных рабочих условиях.
Описание деталей продукта:
Керамика из карбида кремния обладает не только превосходными механическими свойствами при комнатной температуре, такими как высокая прочность на изгиб, отличная стойкость к окислению, хорошая коррозионная устойчивость, высокая износостойкость и низкий коэффициент трения, но и её механические свойства при повышенных температурах (прочность, сопротивление ползучести и др.) находятся среди наиболее выдающихся среди известных керамических материалов. Материалы из карбида кремния, полученные методами горячего прессования, спекания без давления и горячего изостатического прессования, могут сохранять стабильность при температурах до 1600 °С, что делает их материалами с очень высокой жаропрочностью среди керамических материалов. Их стойкость к окислению также является одной из лучших среди всех нитридных керамик.
Первоначальное применение карбида кремния было обусловлено его высокой твёрдостью. Из него могут быть изготовлены различные шлифовальные круги, наждачная ткань, наждачная бумага и различные абразивные материалы для шлифования, благодаря чему он широко используется в механической обработке материалов. Позже было обнаружено, что его также можно использовать в качестве восстановителя при производстве стали и в качестве нагревательного элемента, что способствовало быстрому развитию карбида кремния.
Керамика из карбида кремния широко применяется в промышленных областях, таких как нефтяная, химическая, микроэлектроника, автомобильная, аэрокосмическая, авиационная, целлюлозно-бумажная, лазерная, горнодобывающая промышленность и атомная энергетика. Карбид кремния широко используется в высокотемпературных подшипниках, бронеплитах, соплах, компонентах, устойчивых к высокотемпературной коррозии, а также в деталях электронного оборудования в условиях высоких температур и высоких частот.
Кольца из карбида кремния, являясь типичным компонентом керамики из карбида кремния, полностью наследуют превосходную систему эксплуатационных характеристик материалов карбида кремния. Они обладают чрезвычайно высокой структурной прочностью и твёрдостью, что позволяет им сохранять морфологическую стабильность при сложных механических нагрузках и противостоять внешним воздействиям и сдавливанию. Их износостойкость достигает высшего уровня; в условиях непрерывного трения (например, при контактном трении во вращательном и возвратно-поступательном движении) скорость износа значительно ниже, чем у традиционных металлических или керамических колец, а срок службы существенно увеличен. Они демонстрируют выдающиеся характеристики при высоких температурах и могут длительное время стабильно работать при температуре 1200 °C и выше. Кроме того, они обладают отличной термостойкостью; даже в условиях резких перепадов температуры (например, при запуске и остановке высокотемпературного оборудования) они не склонны к растрескиванию или разрушению вследствие термических напряжений. Одновременно их коррозионная стойкость является превосходной, они устойчивы к воздействию кислот, щелочей, солевых растворов и различных органических коррозионных сред. Они могут надёжно работать длительное время в жёстких коррозионных условиях. Кроме того, они также обладают хорошей теплопроводностью и устойчивостью к окислению, а эффективность теплопередачи, и не склонны к снижению производительности из-за окисления при высоких температурах.
В плане областей применения кольца из карбида кремния охватывают множество ключевых промышленных сценариев благодаря своим многочисленным преимуществам. В области механического уплотнения они являются основными компонентами высококачественных механических уплотнений и широко используются для уплотнения насосов в нефтехимической промышленности, циркуляционных насосов в системах охлаждения атомных электростанций, а также двигателей в аэрокосмической отрасли. Например, при транспортировке сильно коррозионно-активных, высокотемпературных и высоконапорных химических сред (таких как растворы сильных кислот и расплавы при высокой температуре) кольца из карбида кремния могут использоваться в качестве подвижных или неподвижных колец для обеспечения надежного уплотнения, предотвращения утечки среды и обеспечения безопасной и эффективной работы оборудования. В области подшипников и передач кольца из карбида кремния могут применяться в качестве тел качения или элементов сепаратора высокотемпературных и высокоскоростных подшипников, подходящих для высокотемпературных роликовых подшипников в металлургической промышленности, высокоскоростных подшипников в авиационных двигателях и т.д. Благодаря низкому коэффициенту трения и высокой износостойкости они снижают сопротивление вращению подшипников и повышают эффективность передачи и срок службы. В области полупроводников и микроэлектроники, благодаря полупроводниковым свойствам, устойчивости к высоким температурам и радиации, кольца из карбида кремния могут использоваться в ключевых конструкционных деталях высокотемпературного полупроводникового оборудования, например, в виде высокотемпературных несущих колец в процессе производства пластин. Они способны сохранять структурную стабильность в условиях высокотемпературных технологических процессов (например, эпитаксиального роста и ионной имплантации при высокой температуре), не загрязняя пластины, что обеспечивает точность и выход годных чипов. В области новых источников энергии, например, в звене высоконапорного уплотнения водородного оборудования, кольца из карбида кремния способны выдерживать коррозионное воздействие высоконапорного водорода и эрозию высокоскоростного потока, обеспечивая надежность уплотнений в системах водородных топливных элементов, а также в оборудовании для хранения и транспортировки водорода. Кроме того, в таких областях, как износостойкие детали горнодобывающего оборудования и уплотнительные кольца высокотемпературных сушильных валов в бумагоделательных машинах, кольца из карбида кремния становятся ключевым выбором для замены традиционных материалов и повышения эксплуатационных характеристик оборудования благодаря своим свойствам износостойкости и термостойкости.
С точки зрения преимуществ продукции, кольца из карбида кремния в первую очередь могут значительно повысить надёжность оборудования и срок его службы. Их высокая износостойкость, коррозионная стойкость и устойчивость к высоким температурам снижают количество отказов оборудования и простоев, вызванных проблемами в уплотнениях и передачах, а также уменьшают затраты на техническое обслуживание. Во-вторых, их способность адаптироваться к экстремальным условиям эксплуатации чрезвычайно высока, что позволяет заполнить пробел в применении традиционных металлических колец (склонных к коррозии, недостаточная прочность при высоких температурах) и обычных керамических колец (низкая термостойкость, высокая хрупкость) в условиях высоких температур, сильной коррозии и интенсивного износа, обеспечивая материальную основу для развития высокотехнологичного оборудования, работающего в более сложных условиях. Кроме того, они способствуют эффективной работе оборудования: низкий коэффициент трения снижает потери энергии, а хорошая теплопроводность помогает в управлении тепловыми режимами (например, своевременный отвод тепла от трения в уплотнительных узлах, предотвращая локальный перегрев), тем самым повышая энергоэффективность всей системы. Помимо этого, их роль в технологическом развитии в высокотехнологичных областях является заметной. Благодаря сочетанию полупроводниковых и структурных свойств карбида кремния, кольца из карбида кремния могут удовлетворять требованиям по структурной поддержке, герметизации, защите и частичным электрическим характеристикам в таких высокотехнологичных областях, как полупроводники и аэрокосмическая промышленность, способствуя развитию соответствующего оборудования в направлении миниатюризации, высокой степени интеграции и повышенной надёжности.
Что касается производственного процесса, кольца из карбида кремния обычно изготавливаются с применением точной технологии спекания и обработки. Сначала для уплотнения порошка карбида кремния в заготовку используются такие процессы, как горячее прессование, реакционное спекание или горячее изостатическое прессование. Затем с помощью высокоточной шлифовки, полировки или даже лазерной обработки достигается чрезвычайно высокая точность размеров кольца (таких как круглость, параллельность и шероховатость поверхности), что соответствует строгим требованиям к допускам в условиях прецизионного уплотнения, высокоскоростной передачи и других применениях. Некоторые высококачественные кольца из карбида кремния дополнительно подвергаются модификации поверхности (например, нанесению упрочняющих покрытий или ионной имплантации), чтобы дополнительно оптимизировать их износостойкость, коррозионную стойкость или электрические свойства и расширить границы применения. По мере развития промышленных технологий процессы изготовления колец из карбида кремния постоянно совершенствуются: появляется возможность производства колец больших размеров и более сложных конструкций, а также достижения баланса между стабильностью характеристик и контролем затрат, что создает основу для их более широкого распространения и применения в различных областях.
Таблица параметров продукта
| Товар |
Единица |
Спеченый без давления карбид кремния (SSIC) |
Реакционно-связанный карбид кремния (RBSiC/SiSiC) |
Рекристаллизованный карбид кремния (RSIC) |
| Максимальная температура эксплуатации |
℃ |
1600 |
1380 |
1650 |
| Плотность |
г/см³ |
> 3,1 |
> 3,02 |
> 2,6 |
| Открытая пористость |
% |
< 0, 1 |
< 0, 1 |
15% |
| Прочность на изгиб |
МПа |
> 400 |
250(20℃) |
90-100(20℃) |
|
МПа |
|
280(1200℃) |
100-120 (1100℃) |
| Модуль упругости |
ГПа |
420 |
330(20℃) |
240 |
|
ГПа |
|
300 (1200℃) |
|
| Теплопроводность |
Вт/м·К |
74 |
45(1200℃) |
24 |
| Коэффициент теплового расширения |
K⁻¹×10⁻⁶ |
4.1 |
4.5 |
4.8 |
| Твёрдость по Виккерсу HV |
ГПа |
22 |
20 |
|
| Устойчивость к кислотам и щелочам |
|
отличный |
отличный |
отличный |
EN
