Houer as RBSiC, sterker as die ou bakstene: 'n Praktiese gids tot silikoonkarbied gebonde met nitriede

Nitridgebonde silikoonkarbied kry nie dieselfde aandag as reaksiegebonde SiC of gesinterde SiC nie. Dit is nie saak nie. Dit is besig om kilnwaentjies te ondersteun, aluminiumselwande te beklee en slytasie te weerstaan wat oksiedgebonde baksteen nie kan oorleef nie. Ek het genoeg tyd by NSiC — ook geskryf NBSiC of nitriedgebonde SiC — deurgebring om dit duidelik te stel: dit is nie “n ”begrotingsweergawe" van digte SiC nie. Dit is 'n ander materiaal met 'n ander taak.

Die resep is op papier eenvoudig. Jy neem silikoonkarbiedkorrels, voeg silikoonmetaal by, vorm die vorm, en bak dit dan in stikstof. Die silikoon word silikoonnitried en daardie nitried word die bindmiddel wat die SiC-korrels bymekaar hou. Tipiese samestellings beloop ongeveer 70–80 vol% SiC en 20–30 vol% Si₃N₄. Krimp tydens nitriëring is gering, wat beteken dat jy groot plate, bakstene en onreëlmatige vorms kan maak sonder die vervormingsprobleme wat by sommige ander keramiek voorkom.

Wat jy in die voltooide deel kry

Digtheid is gewoonlik in die 2,6–2,8 g/cm³-reeks. Oop porositeit by standaardgrade lê dikwels tussen 12 en 17%. Daardie porositeit is die eerste ding wat mense verkeerd verstaan. Dit is nie van nature 'n defek nie. Dit is waarom die materiaal termiese skok kan weerstaan wat 'n heeltemal digte liggaam sou laat bars, en waarom dit ligter is as reaksiegebonde SiC in 'n kilnkar. Sommige moderne grade word weer gebak of geformuleer om oppervlakporieë met 'n silika-vel toe te maak. Daardie porieë tree meer op soos 'n verseëlde refraktêr as 'n spons.

Die sterkte is laer as dié van digte SiSiC. Die breukmodulus by kamertemperatuur vir algemene kiln- en vuurvaste grade kan in die orde van tien MPa wees, nie die 250 MPa-verhaal wat jy oor reaksiegebonde balke hoor nie. Die nuttige deel is wat by temperatuur gebeur. Nitriedgebonde silikoonkarbied behou die draagvermoë ver bo die punt waar vrye silikon in reaksiegebonde SiC begin sag word. Praktiese dienslewe word dikwels in die 1450–1600 °C-reeks aangehaal, afhangend van die atmosfeer, die las en of die graad 'n fyn slipgegote liggaam of 'n growwer geperste baksteen is. As jy die bemarkingssyfer aanhaal sonder om die werklading te kontroleer, sal jy steeds 'n plaat buig.

Termiese geleidbaarheid is goed in vergelyking met cordieriet of mulliet, gewoonlik laer as digte RBSiC. Uitbreiding is laag. Daardie kombinasie, plus die nitriedbinding, is hoekom meubels opwarming en afkoeling oorleef in plaas daarvan om Dinsdag 'n haarlinebreuk te ontwikkel.

Chemies is dit hardnekkig in baie industriële atmosferums. Gesmelte aluminium en cryoliet is die beroemde voorbeeld: nitriedgebonde SiC het die voorkeursmateriaal vir die sywande in reduksieselle geword omdat koolstof verbrand het en oksidebaksteen nie lank gehou het nie. Dit hanteer ook slytasie, baie slakke en die vuil gas in siklone beter as 'n klei-gebonde SiC-steen. Dit is nie onsterflik nie. Sterk alkali's, swak nitriëring met oorblywende vrye silikon en slordige oksidasie aan die warm oppervlak sal dit steeds aantast.

Waar dit eintlik werk

Oondgereedskap is alledaagse sake. Matjies, plate, vormplate, penne en balke vir sanitairware, tafelware, elektriese porselein en tegniese keramiek. In vergelyking met kordieriet kry jy 'n hoër temperatuur, 'n beter laai, dunner afdelings en minder dooie massa in die oond. Daardie laaste punt is nie poësie nie. Minder bakgoedmassa beteken meer produkte en minder brandstof per siklus.

Aluminium is die ander groot tuiste. Sywandblokke in potlyne benodig termiese geleidbaarheid, meganiese sterkte en weerstand teen badchemie. NSiC doen daardie werk teen 'n koste wat aanlegte kan dra. Die onderste stapel van die hoogoven, slytzones vir afval-tot-energie en sikloonvoeringe in mynbou of kragopwekking volg dieselfde logika: 'n harde SiC-korrel, 'n bindmiddel wat hitte kan weerstaan, en 'n vorm wat jy as 'n baksteen of 'n gegote stuk kan installeer.

Slijtdele kom ook voor — teëls, spuitmondstukke, pomponderdele — wanneer die omgewing warm en abrasief is, maar jy nie die byna-nulporositeit van reaksiegebonde SiC benodig nie. As die slurry koud is en die enigste vyand glyslijtage is, hou 'n digte SiSiC-voering dikwels langer. As die vyand hitte, abrasie en termiese siklusse is, begin NSiC slim lyk.

Hoe dit vergelyk word wanneer iemand vra: “Hoekom nie net RBSiC gebruik nie?”

Reaksiegebonde silikoonkarbied is digter, sterker en meer saamgepers. Dit lewer uitstekende balke, rolle en presisietrekonderdele by temperature onder ongeveer 1350–1380 °C. Boonop is vrye silikoon die bepalende faktor. NSiC het nie daardie poel metaal in die mikrostruktuur nie, dus bly dit hoër werk by hoër temperature. Dit is ook die praktiese keuse vir groot hittebestande vorms waar die infiltrasie van silikoon in 'n reuse blok nie die doel is nie.

Herkristalliseerde SiC kan in sommige oondatmosfere hoër temperature weerstaan en bly skoner, maar dit is meer poreus en gewoonlik swakker. Oksiedgebonde SiC is goedkoper en presteer swakker wat hitteweerstand en skokbestande vermoë betref. Gesinterde SiC is die premium digte neef en word ook so geprys. NSiC val in die kategorie waar fabrieke SiC-prestasie in groot stukke benodig sonder om 'n laboratoriumkeramiek te koop.

Wat in die veld misluk

Onvolledige nitrering is die stille moordenaar. 'n Blok kan van buite pragtig lyk en oorblywende silikoon of 'n swak kern verberg. In 'n aluminiumsel lei dit tot vroeë korrosie. In 'n kilnplaat word dit oksidasie wat die oppervlak poeier en die sterkte verminder. Vog in 'n poreuse liggaam, gevolg deur 'n vinnige bak, is nog 'n klassieker. Die stoom gee nie om vir jou produksieskedule nie.

Mense dink ook te veel oor hoë temperature en druk dit toe op 'n poreuse graad. NSiC is nie 'n verseëlde buis nie. As die atmosfeer binne kan dring, maak oksidasie en kondensaatkhemie saak. En as die toepassing 'n hoë-snelheid slurry by matige temperatuur is, het jy dalk termiese skokversekering gekoop wat jy nie nodig gehad het nie.

Hoe om dit te spesifiseer asof jy dit regtig bedoel

Moenie net “SiC-baksteen” stuur en hoop nie. Noem dit nitriedgebonde. Gee die piektemperatuur, atmosfeer, las, siklustyd en die chemie — aluminiumbad, alkalidamp, vliegas, glazuurdruppel, of wat ook al werklik die deel raak. Vra na digtheid, skynbare porositeit, warm breukmodulus en oorblywende vrye silikoon. Vir oondtoerusting, vra of die stuk uit slipgegote fynkorrel of grofgepers is. Daardie twee produkte verslyt nie op dieselfde wyse nie en gelei nie hitte op dieselfde wyse nie.

Nitride-gebonde SiC is die materiaal wat jy gebruik wanneer okside-meubels moeg is, reaksie-gebonde SiC te veel deur temperatuur beperk of te duur is in groot afdelings, en die aanleg steeds moet loop. Dit is nie glansryk nie. Dit is die plaat wat reguit uit die oond kom, die sywand wat nie instort nie, en die voering wat ná die laaste veldtog nog daar is. Spesifiseer die graad volgens die plig en dit bly so.