Mô tả ngắn gọn sản phẩm:
Các vòng silicon carbide sở hữu những tính chất vượt trội của gốm silicon carbide như độ cứng cao, chịu nhiệt tốt (có thể làm việc ổn định trong môi trường nhiệt độ cao), chống mài mòn và chống ăn mòn. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như làm kín cơ khí và ổ bi cao cấp, giúp đảm bảo độ tin cậy về độ kín và tuổi thọ thiết bị trong điều kiện làm việc phức tạp.
Mô tả chi tiết sản phẩm:
Gốm carbide silicon không chỉ có các tính chất cơ học xuất sắc ở nhiệt độ phòng, như độ bền uốn cao, khả năng chống oxi hóa tốt, khả năng chống ăn mòn tốt, độ bền mài mòn cao và hệ số ma sát thấp, mà các tính chất cơ học ở nhiệt độ cao (độ bền, khả năng chống chảy dẻo, v.v.) của chúng cũng thuộc nhóm nổi bật nhất trong số các vật liệu gốm đã biết. Các vật liệu carbide silicon được chế tạo bằng phương pháp nén nóng, thiêu kết không áp lực và thiêu kết đẳng tĩnh nóng có thể duy trì độ ổn định ở nhiệt độ lên tới 1600°C, khiến chúng trở thành những vật liệu có độ bền nhiệt độ cao rất tốt trong số các vật liệu gốm. Khả năng chống oxi hóa của chúng cũng rất tốt so với tất cả các loại gốm phi oxit.
Ứng dụng ban đầu của carbide silicon là do hiệu suất độ cứng cao. Nó có thể được chế tạo thành các loại bánh mài, vải sần, giấy ráp và các loại chất mài mòn khác nhau dùng để mài, do đó được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp gia công cơ khí. Sau đó, người ta phát hiện ra rằng nó cũng có thể được dùng làm chất khử trong luyện thép và làm thành phần gia nhiệt, từ đó thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của carbide silicon.
Gốm carbide silicon đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp như dầu mỏ, hóa chất, vi điện tử, ô tô, hàng không vũ trụ, hàng không, sản xuất giấy, laser, khai khoáng và năng lượng nguyên tử. Carbide silicon đã được sử dụng rộng rãi trong các ổ bi chịu nhiệt độ cao, tấm chống đạn, vòi phun, các bộ phận chịu ăn mòn ở nhiệt độ cao và các linh kiện thiết bị điện tử trong dải nhiệt độ cao và tần số cao.
Các vòng gốm silicon carbide, với tư cách là thành phần điển hình của gốm silicon carbide, kế thừa đầy đủ hệ thống hiệu suất ưu việt của vật liệu silicon carbide. Chúng có độ bền cơ học và độ cứng cực cao, cho phép duy trì sự ổn định hình dạng dưới các tải cơ học phức tạp và chống lại tác động bên ngoài cũng như lực nén. Khả năng chống mài mòn của chúng đạt mức hàng đầu; khi làm việc trong điều kiện ma sát liên tục (như ma sát tiếp xúc trong chuyển động quay hoặc chuyển động tịnh tiến), tốc độ mài mòn thấp hơn nhiều so với các vòng kim loại hoặc vòng gốm thông thường, từ đó kéo dài đáng kể tuổi thọ sử dụng. Chúng có tính năng chịu nhiệt xuất sắc và có thể hoạt động ổn định trong thời gian dài ở môi trường nhiệt độ 1200°C hoặc thậm chí cao hơn. Hơn nữa, chúng có khả năng chịu sốc nhiệt rất tốt; ngay cả trong các tình huống thay đổi nhiệt độ đột ngột (ví dụ như quá trình khởi động và tắt thiết bị nhiệt độ cao), chúng khó bị nứt vỡ do ứng suất nhiệt. Đồng thời, khả năng chống ăn mòn của chúng cũng rất tốt, có khả năng kháng mạnh đối với axit, kiềm, dung dịch muối và nhiều môi trường ăn mòn hữu cơ khác nhau. Chúng có thể vận hành tin cậy trong thời gian dài ở các môi trường ăn mòn khắc nghiệt. Ngoài ra, chúng còn có khả năng dẫn nhiệt tốt và chống oxy hóa cao, với độ hiệu suất truyền nhiệt, và không dễ gây suy giảm hiệu suất do oxy hóa ở nhiệt độ cao.
Về lĩnh vực ứng dụng, các vòng carbide silicon bao gồm nhiều kịch bản công nghiệp then chốt nhờ những ưu điểm đa dạng của chúng. Trong lĩnh vực làm kín cơ khí, chúng là các thành phần cốt lõi của các bộ làm kín cơ khí cao cấp và được sử dụng rộng rãi trong việc làm kín bơm trong ngành công nghiệp hóa dầu, làm kín bơm tuần hoàn trong hệ thống làm mát nhà máy điện hạt nhân, cũng như làm kín động cơ hàng không vũ trụ. Ví dụ, khi vận chuyển các môi chất hóa học có tính ăn mòn cao, nhiệt độ cao và áp suất cao (như dung dịch axit mạnh và các chất nóng chảy ở nhiệt độ cao), các vòng carbide silicon có thể được dùng làm vòng động hoặc vòng tĩnh để đạt được khả năng làm kín đáng tin cậy, ngăn ngừa rò rỉ môi chất và đảm bảo thiết bị vận hành an toàn, hiệu quả. Trong lĩnh vực ổ trục và truyền động, các vòng carbide silicon có thể được dùng làm con lăn hoặc các bộ phận vòng cách của ổ trục chịu nhiệt độ cao và tốc độ cao, phù hợp với các ổ trục lăn nhiệt độ cao trong ngành luyện kim, ổ trục tốc độ cao trong động cơ máy bay,... Với hệ số ma sát thấp và khả năng chống mài mòn cao, chúng giúp giảm lực cản khi vận hành ổ trục, nâng cao hiệu suất truyền động và tuổi thọ sử dụng. Trong lĩnh vực bán dẫn và vi điện tử, nhờ các ưu điểm đặc tính bán dẫn, chịu nhiệt độ cao và kháng bức xạ của carbide silicon, các vòng carbide silicon có thể được sử dụng trong các bộ phận cấu trúc then chốt của thiết bị bán dẫn nhiệt độ cao, ví dụ như các vòng mang nhiệt độ cao trong quá trình sản xuất oxi hóa. Chúng có thể duy trì độ ổn định cấu trúc trong môi trường quy trình nhiệt độ cao (như tăng trưởng epitaxy và cấy ion ở nhiệt độ cao), đồng thời ít gây nhiễm bẩn cho oxi hóa, đảm bảo độ chính xác và tỷ lệ thu hồi trong sản xuất chip. Trong lĩnh vực năng lượng mới, ví dụ như khâu làm kín áp suất cao của thiết bị năng lượng hydro, các vòng carbide silicon có thể chịu được sự ăn mòn của hydro áp suất cao và tác động xói mòn của dòng chảy tốc độ cao, góp phần đảm bảo độ tin cậy về làm kín cho hệ thống pin nhiên liệu hydro và các thiết bị lưu trữ, vận chuyển năng lượng hydro. Ngoài ra, trong các tình huống như chi tiết chống mài mòn của máy móc khai thác mỏ hay các vòng làm kín của con lăn sấy nhiệt độ cao trong máy giấy, các vòng carbide silicon cũng đã trở thành lựa chọn then chốt để thay thế vật liệu truyền thống và cải thiện hiệu suất thiết bị nhờ đặc tính chịu mài mòn và chịu nhiệt độ cao.
Xét về lợi thế sản phẩm, các vòng silicon carbide trước hết có thể cải thiện đáng kể độ tin cậy và tuổi thọ của thiết bị. Khả năng chịu mài mòn, chống ăn mòn và chịu nhiệt độ cao vượt trội của chúng làm giảm số lần hỏng hóc và ngừng hoạt động do phụ thuộc vào con dấu kín và truyền động, đồng thời hạ thấp chi phí bảo trì. Thứ hai, khả năng thích nghi với điều kiện làm việc khắc nghiệt của chúng rất mạnh mẽ, lấp đầy khoảng trống ứng dụng mà các vòng kim loại truyền thống (dễ bị ăn mòn, độ bền ở nhiệt độ cao không đủ) và các vòng gốm thông thường (khả năng chịu sốc nhiệt kém, độ giòn cao) không đáp ứng được trong các tình huống nhiệt độ cao, ăn mòn mạnh và mài mòn lớn, từ đó cung cấp cơ sở vật liệu cho sự phát triển của thiết bị cao cấp hướng tới các điều kiện làm việc khắt khe hơn. Hơn nữa, chúng giúp thiết bị vận hành hiệu quả hơn; hệ số ma sát thấp giúp giảm tổn thất năng lượng, và khả năng dẫn nhiệt tốt hỗ trợ quản lý nhiệt cho thiết bị (ví dụ như kịp thời tản nhiệt ma sát tại vị trí kín để tránh quá nhiệt cục bộ), qua đó nâng cao hiệu suất năng lượng của toàn hệ thống. Ngoài ra, vai trò tăng cường công nghệ của chúng trong các lĩnh vực cao cấp rất nổi bật. Nhờ tích hợp các đặc tính bán dẫn và đặc tính cấu trúc của silicon carbide, các vòng silicon carbide có thể đáp ứng nhu cầu về nâng đỡ kết cấu, bảo vệ kín và một phần tính chất điện trong các lĩnh vực cao cấp như bán dẫn và hàng không vũ trụ, thúc đẩy sự phát triển của thiết bị liên quan theo hướng thu nhỏ, tích hợp cao và độ tin cậy cao.
Về quy trình sản xuất, các vòng carbide silicon thường áp dụng công nghệ kết khối và gia công chính xác. Trước tiên, các quá trình như kết khối ép nóng, kết khối phản ứng hoặc kết khối đẳng tĩnh nóng được sử dụng để nén chặt bột carbide silicon thành phôi. Sau đó, thông qua các phương pháp mài chính xác cao, mài dũa tinh hoặc thậm chí gia công bằng laser, độ chính xác về kích thước của vòng (như độ tròn, độ song song và độ nhám bề mặt) đạt đến tiêu chuẩn cực kỳ cao nhằm đáp ứng yêu cầu dung sai nghiêm ngặt trong các ứng dụng như làm kín chính xác, truyền động tốc độ cao, v.v. Một số vòng carbide silicon cao cấp còn được xử lý cải thiện bề mặt (như phủ lớp tăng cường hoặc cấy ion) để tối ưu hóa thêm khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn hoặc tính chất điện, từ đó mở rộng phạm vi ứng dụng. Cùng với sự phát triển của công nghệ công nghiệp, quy trình chế tạo vòng carbide silicon không ngừng được nâng cấp; không chỉ cho phép sản xuất các thân vòng có kích thước lớn hơn và cấu trúc phức tạp hơn mà còn đạt được sự cân bằng giữa tính nhất quán về hiệu suất và kiểm soát chi phí, tạo nền tảng cho việc phổ biến và ứng dụng rộng rãi hơn trong nhiều lĩnh vực.
Bảng thông số kỹ thuật sản phẩm
| Mục |
Đơn vị |
Silicon Carbide ép không áp lực (SSIC) |
Silicon Carbide liên kết phản ứng (RBSiC/SiSiC) |
Silicon Carbide tái kết tinh (RSIC) |
| Nhiệt độ tối đa của ứng dụng |
℃ |
1600 |
1380 |
1650 |
| Mật độ |
g/cm³ |
> 3,1 |
> 3,02 |
> 2,6 |
| Độ xốp hở |
% |
< 0.1 |
< 0.1 |
15% |
| Khả năng Chịu Uốn |
MPa |
> 400 |
250(20℃) |
90-100(20℃) |
|
MPa |
|
280(1200℃) |
100-120 (1100℃) |
| Mô đun đàn hồi |
GPa |
420 |
330(20℃) |
240 |
|
GPa |
|
300 (1200℃) |
|
| Dẫn nhiệt |
W/m.k |
74 |
45(1200℃) |
24 |
| Hệ số giãn nở nhiệt |
K⁻¹×10⁻⁶ |
4.1 |
4.5 |
4.8 |
| Độ cứng Vickers HV |
GPa |
22 |
20 |
|
| Chống axit kiềm |
|
xuất sắc |
xuất sắc |
xuất sắc |
EN
