揭开反应键合碳化硅的神秘面纱:综合指南

揭开反应键合碳化硅的神秘面纱:综合指南

反应键合碳化硅是一种陶瓷制备方法,具有热稳定性好、耐高温、热导率高等优点。

接下来,让我们来了解一下 碳化硅陶瓷 - 反应键合碳化硅。

反应键合碳化硅简介

提高多孔钢坯质量、减少孔隙并烧结出具有特定强度和尺寸精度的最终产品的工艺称为反应结合碳化硅,也称自结合碳化硅。

反应键合碳化硅

反应键合碳化硅的制造工艺

首先,将特定比例的石墨和 α-SiC 粉末混合在一起。

然后将混合物加热至约 1,650°C 以形成坯料。

同时,硅通过气相或液相渗入或渗透钢坯。

在坯料中,硅与石墨反应生成 β-SiC,并与现有的 α-SiC 颗粒结合。

当硅完全注入时,就会产生密度十足且无尺寸收缩的反应烧结体。

反应键合碳化硅的特性

高硬度

摩氏硬度通常为 9 级

出色的热稳定性

最高耐温约 1650°C (3000°F)

耐磨性

卓越的耐磨性

耐化学性

耐酸碱

低密度

约 3.10 至 3.15 克/立方厘米

导热性

通常为 120 至 200 W/(m-K)

孔隙率

通常小于 10%

抗氧化性

一般可在高达 1600°C 的温度下抗氧化

反应键合碳化硅的应用

机械密封和轴承:泵密封;搅拌器密封;阀门轴承

半导体晶片加工设备:晶片载体和受体;末端效应器

磨料和研磨介质:砂轮和磨盘;切割工具

汽车部件:刹车盘和刹车片; 涡轮增压器部件

换热管: 化学加工

反应结合碳化硅 VS 烧结碳化硅

碳化硅的陶瓷形式,即反应结合碳化硅(RBSC)和烧结碳化硅(SiC),因其卓越的耐热性、硬度和强度而得到广泛认可。

然而,由于它们采用了不同的生产技术,因此具有独特的材料品质,适用于不同的用途。

了解烧结碳化硅和 RBSC 之间的区别有助于为特定应用选择合适的材料。

 

反应键合碳化硅

烧结碳化硅

密度

高密度

高密度

孔隙率

孔隙率小于 10%

孔隙率几乎为零

实力

高强度

更高强度

导热性

导热系数可变

 稳定的高导热性

费用

生产过程中的低成本

 处理时间更长

耐化学性

高度耐酸、碱和熔融金属的腐蚀

更耐化学侵蚀,尤其是在高温应用中

使用反应键合碳化硅的优点和优势

反应结合碳化硅的优点包括强度高、热膨胀系数低、导热性好、净尺寸烧结(烧结前后尺寸无变化)以及易于制备大型复杂形状的产品。

与热压和无压烧结碳化硅相比,成本大大降低。

反应结合碳化硅

这种工程陶瓷材料用途广泛,在国外被广泛应用于高温阀门部件、热交换部件、滑动轴承、机械密封件和其他应用领域。

在某些特殊应用中,它具有独特的优势,如 :

  • 关于磨损件:RBSC 的耐磨性大大延长了轴承、密封件和其他部件的使用寿命,从而减少了维护费用和停机时间。
  • 在高温环境中:由于其应力回弹性和热稳定性,非常适合用于暴露在高温下的部件,如窑炉中使用的燃烧器喷嘴和家具。
  • 在腐蚀性环境中:即使在恶劣的环境中,RBSC 的化学惰性也能确保化学加工机械部件的可靠性和耐用性。

结论

总之,反应键合碳化硅在性能、寿命和总体成本效益方面都有很大优势,因此是高难度工程应用的首选材料解决方案。
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