Applicazione del carburo di silicio nei materiali refrattari

Il carburo di silicio è secondo solo al diamante per durezza e ha una forte resistenza all'usura. È un materiale ideale per tubazioni, giranti, camere della pompa, cicloni e rivestimenti di tramogge minerarie resistenti all'usura. La sua resistenza all'usura è del 5% della vita utile di ghisa e gomma. -20 volte, è anche uno dei materiali ideali per le piste di volo dell'aviazione. La polvere di carburo di silicio è rivestita sulla parete interna della girante della turbina o del blocco cilindri mediante un processo speciale, che può migliorarne la resistenza all'usura e prolungare la durata di 1 o 2 volte.

A causa dell'elevata conduttività termica e del piccolo coefficiente di espansione termica del carburo di silicio, la resistenza agli shock termici dei refrattari al carburo di silicio è molto buona. Anche la resistenza agli shock termici dei prodotti in carburo di silicio è strettamente correlata al tipo e alle proprietà della base legante.

Il test dimostra: mettere il campione nel forno elettrico a 1200 gradi e riscaldarlo per 20 minuti, quindi estrarlo e raffreddarlo all'aria e misurare la variazione del modulo elastico. Il modulo elastico dei prodotti in carburo di silicio legato con silicato mostra una tendenza al ribasso relativamente dolce e graduale con l'aumento del numero di test di shock termico e freddo, mentre i prodotti in carburo di silicio legati con nitruro di silicio sono diversi. Prima di 30 prove di ciclo a freddo, la sua elasticità Il modulo cambia molto poco con l'aumentare del numero di prove di shock termico, e può mantenere un valore abbastanza costante. Tuttavia, dopo 31 prove di shock termico, il modulo elastico del campione diminuisce rapidamente e si rompe improvvisamente. I prodotti in carburo di silicio legati con ossinitruro di silicio sono simili ai prodotti in carburo di silicio legati con silicato e non si verificano guasti improvvisi. Il modulo elastico mostra una leggera tendenza al ribasso con l'aumentare del numero di prove di shock termico.

Nel processo di applicazione effettivo, poiché è possibile osservare che il prodotto di carburo di silicio legato ai silicati si espande, si incrina e si deforma dopo essere stato sottoposto a shock termico, è possibile prevedere facilmente la vita utile del materiale.

A causa della buona conduttività termica del carburo di silicio stesso, la conduttività termica dei materiali refrattari con un alto contenuto di carburo di silicio è maggiore e la conduttività termica è per lo più superiore a 14,4 W/(m•K). Utilizzato per scambiatori di calore, saggars, pareti d'acqua di gassificatori di carbone, prodotti per mobili di forni a riscaldamento indiretto, ecc. La conduttività termica della superficie delle particelle dei prodotti in carburo di silicio diminuirà gradualmente durante l'uso. Le proprietà del materiale di base legante hanno una certa influenza sulla conduttività termica dei prodotti in carburo di silicio.

Il carburo di silicio ha una buona resistenza all'ossidazione. L'ossidazione è debole al di sotto di 1300 gradi e l'ovvia ossidazione si verifica sopra i 1300 gradi. L'ossidazione produce una pellicola protettiva in vetro SiO2, che può inibire l'ossidazione del carburo di silicio.

Anche la resistenza all'ossidazione dei prodotti refrattari al carburo di silicio varia in modo significativo con il tipo di materiale di base legante. La bassa resistenza all'ossidazione dei prodotti a base di carburo di silicio combinati con nitruro di silicio può essere spiegata dalle loro caratteristiche microstrutturali. Poiché il materiale di base dei prodotti in carburo di silicio legato con nitruro di silicio è sotto forma di fibre intrecciate, la permeabilità ai gas è elevata e l'effetto protettivo sulle particelle di carburo di silicio è ridotto; mentre nei prodotti in carburo di silicio legati a silicato e ossinitruro di silicio, la superficie delle particelle di carburo di silicio è ricoperta da un materiale di base continuo, quindi ha forti proprietà antiossidanti. Le proprietà di resistenza all'ossidazione del carburo di silicio legato con silicato e del carburo di silicio legato con ossinitruro di silicio mostrano un comportamento simile nei test di cui sopra, ma possono mostrare chiaramente differenze tra loro nell'uso a lungo termine.

Il SiC è un composto con un forte legame covalente, che mantiene ancora un'elevata forza di legame ad alta temperatura, quindi il SiC ha una buona stabilità chimica e non sarà eroso dalla maggior parte delle soluzioni acido-base. Il carburo di silicio ha un angolo di bagnatura maggiore con metallo fuso e scorie. Rispetto ai refrattari di ossido, ha una buona resistenza alla corrosione a vari solidi, liquidi e gas. Ad esempio, calcinabili e prodotti Al2O3-SiC-C utilizzati nei sistemi di produzione del ferro, mattoni stampati in silicone per forni da cemento e calcinabili contenenti carburo di silicio, vari recipienti di reazione acido-base, ecc.

Il carburo di silicio è un tipico composto legato in modo covalente con molte proprietà eccellenti, come resistenza all'abrasione, resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione, elevata conduttività termica, elevata stabilità chimica, ampio intervallo di banda ed elevata mobilità degli elettroni. È ampiamente utilizzato in abrasivi, refrattari, ceramiche funzionali, accessori metallurgici e altre industrie. Con lo sviluppo dell'economia sociale e della tecnologia, il carburo di silicio sarà utilizzato anche in più campi.