Silicio karbido naudojimas ugniai atspariose medžiagose

Silicio karbidas savo kietumu nusileidžia tik deimantams ir pasižymi dideliu atsparumu dilimui. Tai ideali medžiaga dilimui atspariems vamzdynams, sparnuotėms, siurblių kameroms, ciklonams ir kasyklų bunkerių įdėklams. Jo atsparumas dilimui yra 5 procentai ketaus ir gumos tarnavimo laiko. -20 kartų, tai taip pat yra viena iš idealių medžiagų aviacinių skrydžių kilimo ir tūpimo takams. Silicio karbido milteliai specialiu procesu padengiami ant turbinos sparnuotės arba cilindrų bloko vidinės sienelės, kuri gali pagerinti jo atsparumą dilimui ir pailginti tarnavimo laiką 1–2 kartus.

Dėl didelio silicio karbido šilumos laidumo ir mažo šiluminio plėtimosi koeficiento silicio karbido ugniai atsparios medžiagos šiluminiam smūgiui yra labai geros. Silicio karbido gaminių atsparumas šiluminiam smūgiui taip pat yra glaudžiai susijęs su klijavimo pagrindo tipu ir savybėmis.

Bandymas įrodo: įdėkite mėginį į elektrinę krosnį 1200 laipsnių temperatūroje ir kaitinkite 20min, tada išimkite ir atvėsinkite ore bei išmatuokite tamprumo modulio pokytį. Silikatu surištų silicio karbido gaminių tamprumo modulis rodo santykinai švelnų ir laipsnišką mažėjimo tendenciją, didėjant šalto ir šiluminio smūgio bandymų skaičiui, o silicio nitridu surištų silicio karbido gaminių skiriasi. Prieš 30 šalčio ciklo bandymų, jo elastingumas Modulis keičiasi labai mažai, didėjant terminio šoko bandymų skaičiui, ir gali išlaikyti gana pastovią vertę. Tačiau po 31 terminio šoko bandymo mėginio tamprumo modulis greitai krenta ir staiga nutrūksta. Silicio oksinitridu sujungti silicio karbido gaminiai yra panašūs į silicio karbido gaminius, ir nėra staigaus gedimo. Tamprumo modulis rodo švelnų mažėjimo tendenciją, didėjant terminio šoko bandymų skaičiui.

Kadangi silikatu surištas silicio karbido produktas po terminio šoko gali išsiplėsti, įtrūkti ir deformuotis, faktinio naudojimo procese galima lengvai numatyti medžiagos eksploatavimo laiką.

Dėl gero paties silicio karbido šilumos laidumo ugniai atsparių medžiagų, kuriose yra daug silicio karbido, šilumos laidumas yra didesnis, o šilumos laidumas dažniausiai yra didesnis nei 14,4 W/(m•K). Naudojamas šilumokaičiams, saggarams, anglies dujintuvų vandens sienelėms, netiesioginio šildymo krosnių baldų gaminiams ir kt. Naudojant silicio karbido gaminių dalelių paviršiaus šilumos laidumas palaipsniui mažės. Surišimo pagrindo medžiagos savybės turi tam tikrą įtaką silicio karbido gaminių šilumos laidumui.

Silicio karbidas turi gerą atsparumą oksidacijai. Oksidacija yra silpna žemiau 1300 laipsnių, o akivaizdi oksidacija vyksta aukščiau 1300 laipsnių. Oksiduojant susidaro SiO2 stiklo apsauginė plėvelė, kuri gali slopinti silicio karbido oksidaciją.

Ugniai atsparių silicio karbido gaminių atsparumas oksidacijai taip pat labai skiriasi priklausomai nuo jungiamosios pagrindinės medžiagos tipo. Silicio nitrido kombinuotų silicio karbido gaminių mažas atsparumas oksidacijai gali būti paaiškintas jų mikrostruktūrinėmis savybėmis. Kadangi silicio nitridu sujungtų silicio karbido gaminių pagrindinė medžiaga yra susipynusių pluoštų pavidalo, dujų pralaidumas yra didelis, o apsauginis poveikis silicio karbido dalelėms yra mažas; o silicio karbido ir silicio oksinitrido surištuose silicio karbido gaminiuose silicio karbido dalelių paviršius yra padengtas ištisine pagrindine medžiaga, todėl turi stiprių antioksidacinių savybių. Silikatu sujungto silicio karbido ir silicio oksinitridu sujungto silicio karbido atsparumo oksidacijai savybės rodo panašų elgesį aukščiau pateiktuose bandymuose, tačiau gali aiškiai matyti jų skirtumus ilgalaikio naudojimo metu.

SiC yra junginys su stipriu kovalentiniu ryšiu, kuris vis dar išlaiko aukštą sukibimo stiprumą aukštoje temperatūroje, todėl SiC pasižymi geru cheminiu stabilumu ir jo negraužia dauguma rūgščių-šarmų tirpalų. Silicio karbidas turi didesnį drėkinimo kampą su išlydytu metalu ir šlaku. Palyginti su oksidų ugniai atspariomis medžiagomis, jis turi gerą atsparumą įvairių kietųjų medžiagų, skysčių ir dujų korozijai. Pavyzdžiui, Al2O3-SiC-C liejiniai ir gaminiai, naudojami geležies gamybos sistemose, iš silicio formuotos plytos cemento krosnims ir liejiniai, kurių sudėtyje yra silicio karbido, įvairūs rūgščių-šarmų reakcijos indai ir kt.

Silicio karbidas yra tipiškas kovalentiniu ryšiu sujungtas junginys, pasižymintis daugybe puikių savybių, tokių kaip atsparumas dilimui, atsparumas aukštai temperatūrai, atsparumas korozijai, didelis šilumos laidumas, didelis cheminis stabilumas, platus juostos tarpas ir didelis elektronų mobilumas. Jis plačiai naudojamas abrazyvų, ugniai atsparių medžiagų, funkcinės keramikos, metalurgijos reikmenų ir kitose pramonės šakose. Tobulėjant socialinei ekonomikai ir technologijoms, silicio karbidas taip pat bus naudojamas daugiau sričių.