Piikarbidin käyttö tulenkestävissä materiaaleissa

Piikarbidi on kovuudessa toiseksi timantin jälkeen ja sillä on vahva kulutuskestävyys. Se on ihanteellinen materiaali kulutusta kestäviin putkiin, juoksupyöriin, pumppukammioihin, sykloniin ja kaivossuppiloiden vuorauksiin. Sen kulutuskestävyys on 5 prosenttia valuraudan ja kumin käyttöiästä. -20 kertaa, se on myös yksi ihanteellisista materiaaleista ilmailun lentojen kiitoradoille. Piikarbidijauhe pinnoitetaan turbiinin juoksupyörän tai sylinterilohkon sisäseinään erityisellä prosessilla, joka voi parantaa sen kulutuskestävyyttä ja pidentää käyttöikää 1-2 kertaa.

Piikarbidin korkean lämmönjohtavuuden ja pienen lämpölaajenemiskertoimen ansiosta piikarbidin tulenkestävien materiaalien lämpöiskunkestävyys on erittäin hyvä. Piikarbidituotteiden lämpöiskun kestävyys liittyy myös läheisesti liimauspohjan tyyppiin ja ominaisuuksiin.

Testi todistaa: laita näyte sähköuuniin 1200 asteeseen ja kuumenna 20 min, ota sitten ulos ja jäähdytä ilmaan ja mittaa kimmomoduulin muutos. Silikaattisidostettujen piikarbidituotteiden kimmokerroin osoittaa suhteellisen lempeää ja asteittaista laskusuuntausta kylmä- ja lämpöshokkitestien lisääntyessä, kun taas piinitridillä sidotut piikarbidituotteet ovat erilaisia. Ennen 30 kylmäsyklitestiä sen kimmoisuus Moduuli muuttuu hyvin vähän lämpöshokkikokeiden määrän kasvaessa ja voi säilyttää melko vakioarvon. Kuitenkin 31 lämpöshokkitestin jälkeen näytteen kimmokerroin putoaa nopeasti ja katkeaa äkillisesti. Piioksinitridillä sidotut piikarbidituotteet ovat samankaltaisia ​​kuin silikaattisidostetut piikarbidituotteet, eikä äkillistä vikaa ole. Kimmomoduuli osoittaa lievää laskusuuntausta lämpöshokkitestien määrän lisääntyessä.

Koska silikaattisidotun piikarbidituotteen voidaan havaita laajenevan, halkeilevan ja muotoutuvan varsinaisessa levitysprosessissa lämpöshokin jälkeen, materiaalin käyttöikä voidaan ennustaa helposti.

Itse piikarbidin hyvästä lämmönjohtavuudesta johtuen korkean piikarbidipitoisuuden omaavien tulenkestävien materiaalien lämmönjohtavuus on korkeampi ja lämmönjohtavuus on enimmäkseen yli 14,4 W/(m•K). Käytetään lämmönvaihtimissa, saggareissa, kivihiilen kaasuttimien vesiseinissä, epäsuorassa lämmitysuunissa varustetuissa huonekalutuotteissa jne. Piikarbidituotteiden hiukkaspinnan lämmönjohtavuus laskee asteittain käytön aikana. Sidosperusmateriaalin ominaisuuksilla on tietty vaikutus piikarbidituotteiden lämmönjohtavuuteen.

Piikarbidilla on hyvä hapettumisenkestävyys. Hapeutuminen on heikkoa alle 1300 asteen ja ilmeinen hapettuminen tapahtuu yli 1300 astetta. Hapetus tuottaa SiO2-lasisuojakalvon, joka voi estää piikarbidin hapettumista.

Piikarbidin tulenkestävien tuotteiden hapettumisenkestävyys vaihtelee myös merkittävästi sidosmateriaalin tyypin mukaan. Piinitridiyhdistettyjen piikarbidituotteiden alhainen hapettumisenkestävyys voidaan selittää niiden mikrorakenteen ominaisuuksilla. Koska piinitridillä sidottujen piikarbidituotteiden perusmateriaali on yhteenkudottujen kuitujen muodossa, kaasun läpäisevyys on korkea ja suojaava vaikutus piikarbidihiukkasiin on pieni; kun taas silikaattisidottuissa ja piioksinitridisidottuissa piikarbidituotteissa piikarbidihiukkasten pinta on peitetty jatkuvalla perusmateriaalilla, joten sillä on vahvat hapettumisenestoominaisuudet. Silikaattisidotetun piikarbidin ja piioksinitridisidoksella sidotun piikarbidin hapettumisenkestävyysominaisuudet osoittavat samanlaista käyttäytymistä yllä olevissa testeissä, mutta voivat selvästi osoittaa eroja niiden välillä pitkäaikaisessa käytössä.

SiC on yhdiste, jolla on vahva kovalenttinen sidos ja joka säilyttää edelleen korkean sidoslujuuden korkeissa lämpötiloissa, joten piikarbidilla on hyvä kemiallinen stabiilisuus, eivätkä useimmat happo-emäsliuokset syöpy. Piikarbidilla on suurempi kostutuskulma sulan metallin ja kuonan kanssa. Verrattuna oksidien tulenkestäviin materiaaleihin, sillä on hyvä korroosionkestävyys erilaisille kiinteille aineille, nesteille ja kaasuille. Esimerkiksi Al2O3-SiC-C-valut ja raudanvalmistusjärjestelmissä käytettävät tuotteet, sementtiuuneissa käytettävät piimuovatut tiilet ja piikarbidia sisältävät valukappaleet, erilaiset happo-emäsreaktioastiat jne.

Piikarbidi on tyypillinen kovalenttisesti sidottu yhdiste, jolla on monia erinomaisia ​​ominaisuuksia, kuten kulutuskestävyys, korkean lämpötilan kestävyys, korroosionkestävyys, korkea lämmönjohtavuus, korkea kemiallinen stabiilisuus, laaja kaistaväli ja korkea elektronien liikkuvuus. Sitä käytetään laajalti hioma-aineissa, tulenkestävissä materiaaleissa, toiminnallisessa keramiikassa, metallurgisissa tarvikkeissa ja muilla teollisuudenaloilla. Osuus- ja yhteisötalouden ja teknologian kehittyessä piikarbidia tullaan käyttämään myös useammilla aloilla.