Aplicarea carburii de siliciu în materiale refractare

Carbura de siliciu este a doua după diamant ca duritate și are o rezistență puternică la uzură. Este un material ideal pentru conducte rezistente la uzură, rotoare, camere de pompare, cicloane și căptușeli de buncăr de mine. Rezistența sa la uzură este de 5% din durata de viață a fontei și a cauciucului. De -20 ori, este, de asemenea, unul dintre materialele ideale pentru pistele de zbor ale aviației. Pulberea de carbură de siliciu este acoperită pe peretele interior al rotorului turbinei sau al blocului de cilindri printr-un proces special, care poate îmbunătăți rezistența la uzură și poate prelungi durata de viață de 1 până la 2 ori.

Datorită conductivității termice ridicate și coeficientului mic de dilatare termică al carburii de siliciu, rezistența la șocuri termice a refractarelor din carbură de siliciu este foarte bună. Rezistența la șoc termic a produselor din carbură de siliciu este, de asemenea, strâns legată de tipul și proprietățile bazei de lipire.

Testul dovedește: introduceți proba în cuptorul electric la 1200 de grade și încălziți-o timp de 20 de minute, apoi scoateți-o și răciți-o în aer și măsurați modificarea modulului elastic. Modulul elastic al produselor din carbură de siliciu legată de silicat prezintă o tendință de scădere relativ blândă și treptată odată cu creșterea numărului de teste de șoc la rece și termic, în timp ce produsele din carbură de siliciu legate cu nitrură de siliciu sunt diferite. Înainte de 30 de teste de ciclu la rece, elasticitatea sa Modulul se modifică foarte puțin odată cu creșterea numărului de teste de șoc termic și poate menține o valoare destul de constantă. Totuși, după 31 de teste de șoc termic, modulul elastic al probei scade rapid și se rupe brusc. Produsele din carbură de siliciu legate cu oxinitrură de siliciu sunt similare cu produsele din carbură de siliciu legate cu silicat și nu există o defecțiune bruscă. Modulul elastic prezintă o tendință de scădere blândă odată cu creșterea numărului de teste de șoc termic.

În procesul de aplicare propriu-zis, deoarece produsul din carbură de siliciu legat de silicat se poate observa că se dilată, se fisurează și se deformează după ce a fost supus la șoc termic, durata de viață a materialului poate fi prevăzută cu ușurință.

Datorită bunei conductivitati termice a carburii de siliciu în sine, conductivitatea termică a materialelor refractare cu conținut ridicat de carbură de siliciu este mai mare, iar conductivitatea termică este în mare parte mai mare de 14,4 W/(m•K). Folosit pentru schimbătoare de căldură, saggars, pereți de apă ai gazeificatoarelor de cărbune, produse de mobilier pentru cuptoare de încălzire indirectă etc. Conductivitatea termică a suprafeței particulelor produselor din carbură de siliciu va scădea treptat în timpul utilizării. Proprietățile materialului de bază de lipire au o anumită influență asupra conductivității termice a produselor din carbură de siliciu.

Carbura de siliciu are o rezistență bună la oxidare. Oxidarea este slabă sub 1300 de grade, iar oxidarea evidentă are loc peste 1300 de grade. Oxidarea produce o peliculă protectoare de sticlă SiO2, care poate inhiba oxidarea carburii de siliciu.

Rezistența la oxidare a produselor refractare cu carbură de siliciu variază, de asemenea, semnificativ în funcție de tipul de material de bază de lipire. Rezistența scăzută la oxidare a produselor din carbură de siliciu combinată cu nitrură de siliciu poate fi explicată prin caracteristicile lor microstructurale. Deoarece materialul de bază al produselor din carbură de siliciu legată de nitrură de siliciu este sub formă de fibre întrețesute, permeabilitatea la gaz este mare, iar efectul de protecție asupra particulelor de carbură de siliciu este mic; în timp ce în produsele din carbură de siliciu legate cu silicat și cu oxinitrură de siliciu, suprafața particulelor de carbură de siliciu este acoperită de un material de bază continuu, astfel încât are proprietăți puternice de antioxidare. Proprietățile de rezistență la oxidare ale carburii de siliciu legate cu silicat și ale carburii de siliciu legate cu oxinitrură de siliciu prezintă un comportament similar în testele de mai sus, dar pot arăta clar diferențe între ele în utilizarea pe termen lung.

SiC este un compus cu legături covalente puternice, care menține încă o rezistență ridicată de legare la temperaturi ridicate, astfel încât SiC are o stabilitate chimică bună și nu va fi erodat de majoritatea soluțiilor acido-bazice. Carbura de siliciu are un unghi de umectare mai mare cu metalul topit și zgura. În comparație cu refractarele cu oxid, are o bună rezistență la coroziune la diverse solide, lichide și gaze. De exemplu, materiale turnate Al2O3-SiC-C și produse utilizate în sistemele de fabricare a fierului, cărămizi turnate cu siliciu pentru cuptoare de ciment și materiale turnate care conțin carbură de siliciu, diverse vase de reacție acido-bază etc.

Carbura de siliciu este un compus tipic legat covalent, cu multe proprietăți excelente, cum ar fi rezistența la abraziune, rezistența la temperatură ridicată, rezistența la coroziune, conductivitate termică ridicată, stabilitate chimică ridicată, bandă interzisă largă și mobilitate ridicată a electronilor. Este utilizat pe scară largă în materiale abrazive, refractare, ceramică funcțională, accesorii metalurgice și alte industrii. Odată cu dezvoltarea economiei sociale și a tehnologiei, carbura de siliciu va fi folosită și în mai multe domenii.