RBSiC-ից ավելի տաք, հին աղյուսներից ավելի ամուր. Նիտրիդային կապակցված սիլիցիումային կարբիդի գործնական ուղեցույց

Նիտրիդային կապակցված սիլիցիում-կարբիդը չի ստանում նույն ուշադրությունը, ինչ ռեակցիոն կապակցված SiC-ը կամ սինթերված SiC-ը։ Դա նորմալ է։ Այն զբաղված է վառարանի վագոնները բարձր պահելով, ալյումինային բջիջների պատվածքներ ապահովելով և դիմանալով այնպիսի քերծմանը, որը օքսիդային կապակցված աղյուսը չի կարող հանդուրժել։ Ես բավական ժամանակ եմ անցկացրել NSiC-ի (նաև գրվում է NBSiC կամ նիտրիդային կապակցված SiC) հետ՝ պարզ ասելու համար. սա խիտ SiC-ի “բյուջետային տարբերակը” չէ. սա այլ նյութ է՝ այլ առաքելությամբ։.

Ռեցեպտը թղթի վրա պարզ է։ Դուք վերցնում եք սիլիցիումային կարբիդի հատիկներ, ավելացնում սիլիցիում մետաղ, ձևավորում ձևը, ապա այրում նիտրոգենում։ Սիլիցիումը վերածվում է սիլիցիումի նիտրիդի, և այդ նիտրիդը դառնում է կապող նյութը, որը միասին է պահում SiC հատիկները։ Սովորական կառուցվածքները կազմված են մոտ 70–80 % SiC-ից և 20–30 % Si₃N₄-ից։ Նիտրացման ընթացքում սեղմումը փոքր է, ինչի շնորհիվ կարելի է պատրաստել մեծ թերթեր, աղյուսներ և բարդ ձևեր՝ առանց այլ կերամիկաների բնորոշ դեֆորմացիաների։.

Ինչ եք ստանում ավարտված մասում

Խտությունը սովորաբար գտնվում է 2,6–2,8 գ/սմ³ միջակայքում։ Ստանդարտ տեսակների բաց պորոզությունը հաճախ կազմում է մոտ 12–17 %։ Այդ պորոզությունն է առաջինը, որը մարդիկ սխալ են հասկանում։ Դա ինքնին թերություն չէ։ Դա է պատճառը, որ նյութը կարող է դիմակայել ջերմային հարվածին, որը կկոտրեր ամբողջությամբ խտացված մարմինը, և ինչու այն ավելի թեթև է, քան վառարանում տեղադրվող ռեակցիոն կապակցված SiC-ը։ Որոշ ժամանակակից տեսակներ կրկին թխվում են կամ ձևավորվում այնպես, որ մակերեսային ծակոտիները փակվեն սիլիկայով կազմված շերտով։ Դրանք ավելի շատ վարքագծում են որպես փակված հակաջերմային նյութ, քան որպես սպունգ։.

Դիմադրողականությունը պակաս է խիտ SiSiC-ի։ Սենյակային ջերմաստիճանում ճեղման մոդուլը սովորական վառարանային և ջերմակայուն կարգերի դեպքում կարող է լինել տասնյակ MPa, ոչ թե 250 MPa-ն, որը հաճախ ասվում է ռեակցիոն կապակցված ճառագայթների մասին։ Շահավետը այն է, թե ինչ է տեղի ունենում բարձր ջերմաստիճանում։ Նիտրիդային կապակցված սիլիցիում-կարբիդը բեռակիր կարողությունը պահպանում է այն կետից շատ ավելի բարձր, որտեղ ռեակցիոն կապակցված SiC-ում ազատ սիլիցիումը սկսում է փափկանալ։ Գործնական շահագործման ջերմաստիճանը հաճախ նշվում է 1450–1600 °C միջակայքում՝ կախված մթնոլորտից, բեռից և նրանից, թե արդյոք դասը նուրբ սլիպ-քաստ մարմին է, թե ավելի կոպիտ ճնշված աղյուս։ Եթե առաջարկեք միայն շուկայավարման թիվը՝ առանց ծառայության պայմանները ստուգելու, ապակին այնուամենայնիվ կծռվի։.

Տաքության հաղորդունակությունը լավ է՝ համեմատած կորդիերիտի կամ մուլիտի հետ, սովորաբար պակաս է խիտ RBSiC-ի։ Ընդլայնումը փոքր է։ Այդ համադրությունն ու նիտրիդային կապը պատճառ են, որ կահույքը տաքացման և սառեցման ժամանակ դիմանում է՝ փոխարենը երեքշաբթի օրը մազանման ճաքեր առաջացնելու։.

Քիմիապես այն դիմացկուն է բազմաթիվ արդյունաբերական միջավայրերում։ Հալած ալյումինը և կրիոլիտը հայտնի օրինակ են՝ նիտրիդային կապակցված SiC-ը դարձավ կրճատման բջիջների կողային պատերի նախընտրելի նյութը, քանի որ ածուխը այրվում էր, իսկ օքսիդային աղյուսը չէր դիմանում։ Այն նաև ավելի լավ է դիմանում քերծմանը, բազմաթիվ թափոններին և ցիկլոններում առաջացած կեղտոտ գազին, քան կավային կապակցված SiC աղյուսը։ Այն անմահ չէ։ Ուժեղ ալկալիները, թույլ նիտրիդացումը՝ մնացած ազատ սիլիցիումով, և անփույթ օքսիդացումը տաք երեսին այնուամենայնիվ կխորտակեն այն։.

Որտեղ դա իսկապես աշխատում է

Թոնրայի կահույքը առօրյա գործ է։ Բատներ, ափսեներ, սեթերներ, սյուներ և ճառագայթներ սանիտարային ապրանքներում, ճաշի սպասքի, էլեկտրական պորցելան և տեխնիկական կերամիկայում։ Կորդիերիտի համեմատ ստանում եք ավելի բարձր ջերմաստիճան, ավելի լավ բեռ, ավելի բարակ հատվածներ և թոնրայում պակաս մեռած զանգված։ Վերջին կետը պոեզիա չէ։ Փոքրացված կերամիկական կահույքի զանգվածը նշանակում է մեկ ցիկլի ընթացքում ավելի շատ արտադրանք և ավելի քիչ վառելիք։.

Ալյումինը մյուս մեծ տունն է։ Potline-ների կողային պատերի բլոկները պետք է ունենան ջերմահաղորդականություն, մեխանիկական ամրություն և դիմադրություն լոգանքի քիմիային։ NSiC-ն կատարում է այդ աշխատանքը այն գնով, որը գործարանները կարող են ընդունել։ Բլաստային վառարանի ստորին խողովակաշարը, թափոններից էներգիա ստացող մաշվածության գոտիները և հանքարդյունաբերության կամ էլեկտրաէներգետիկայի ցիկլոնային պատյանները նույն տրամաբանությունն են՝ կոշտ SiC հատիկ, ջերմությանը դիմացկուն կապակցիչ և այնպիսի ձև, որը կարելի է տեղադրել որպես աղյուս կամ կուռ կտոր։.

Սարքավորման մաշված մասերն էլ են ի հայտ գալիս՝ թիթեղներ, նոզելներ, պոմպի բաղադրիչներ, երբ միջավայրը տաք և քերծող է, սակայն ձեզ հարկավոր չէ ռեակցիոն կապակցված SiC-ի գրեթե զրոյական ծակոտկենությունը։ Եթե սլանջը սառն է և միակ թշնամին սահող քերծումն է, խիտ SiSiC-ի ծածկույթը հաճախ ավելի երկար է ծառայում։ Եթե թշնամին ջերմությունն է, քերծող ազդեցությունն ու ջերմային ցիկլերը, NSiC-ն սկսում է թվալ խելացի ընտրություն։.

Ինչպե՞ս է դա համեմատվում, երբ ինչ-որ մեկը հարցնում է՝ “ինչու՞ պարզապես չօգտագործել RBSiC?”

Ռեակցիոն կապակցված սիլիցիումային կարբիդը ավելի խիտ, ավելի ամուր և ավելի համախմբված է։ Այն ապահովում է գերազանց ճառագայթներ, գլանափաթեթներ և ճշգրիտ մաշվող մասեր մոտ 1350–1380 °C ջերմաստիճաններում։ Այդ ջերմաստիճանից բարձր ազատ սիլիցիումը դառնում է գերիշխող։ NSiC-ի միկրակառուցվածքում մետաղի այդ լճակը չկա, ուստի այն շարունակում է աշխատել ավելի բարձր ջերմաստիճաններում։ Այն նաև գործնական ընտրություն է մեծ ջերմակայուն ձևերի համար, երբ հսկայական բլոկի մեջ սիլիցիում ներթափանցելը նպատակ չի հետապնդում։.

Վերkristalizացված SiC-ը որոշ վառարանային մթնոլորտներում դիմանում է ավելի բարձր ջերմաստիճանների և մնում է ավելի մաքուր, սակայն ավելի ծակոտկեն է և սովորաբար թույլ է։ Օքսիդային կապակցված SiC-ը ավելի էժան է և զիջում է ջերմային ամրությանը և հարվածային դիմադրությանը։ Սինթերացված SiC-ը պրեմիում խտացված տարբերակն է և համապատասխանաբար թանկ է։ NSiC-ը գտնվում է այն հատվածում, որտեղ գործարանները պահանջում են SiC-ի բարձր կատարողականությունը մեծ չափերի կտորներում՝ առանց լաբորատորիական կերամիկա գնելու։.

Դաշտում ինչն է ձախողվում

Անավարտ նիտրիդացումը լուռ մարդասպան է։ Բլոկը արտաքինից կարող է թվալ նորմալ, սակայն թաքցնել մնացորդային սիլիցիումը կամ թույլ միջուկը։ Ալյումինե բջիջում դա վաղաժամ կոռոզիա է առաջացնում։ Թոնրայի թերթիկում դա օքսիդացում է, որը մակերեսը փոշիացնում և նվազեցնում է ամրությունը։ Փորոտ մարմնի մեջ խոնավությունը, ապա արագ ջեռուցումը ևս մեկ դասական խնդիր է։ Արտադրության ժամանակացույցը գոլորշուն չի հետաքրքրում։.

Մարդիկ նաև գերտաքսության պայմաններում խիտ մտածողություն են կիրառում ծակոտկեն դասի վրա։ NSiC-ը փակված խողովակ չէ։ Եթե մթնոլորտը կարող է ներթափանցել, օքսիդացման և կոնդենսատի քիմիան կարևոր են։ Իսկ եթե կիրառումը միջին ջերմաստիճանում բարձր արագությամբ սլարի է, հնարավոր է, որ գնել եք ջերմային ցնցման ապահովագրություն, որը ձեզ անհրաժեշտ չէր։.

Ինչպես ճիշտ բնորոշել այն՝ լուրջ մտադրությամբ

Մի ուղարկեք “SiC աղյուս” և հույս մի կապեք դրա վրա։ Կոչեք այն նիտրիդային կապակցված։ Տրամադրեք առավելագույն ջերմաստիճանը, մթնոլորտը, բեռը, ցիկլի տևողությունը և քիմիական կազմը՝ ալյումինե լոգանք, ալկալային գոլորշի, թռչող մոխիր, գլազուրի կաթիլներ կամ ցանկացած այլ նյութ, որը իրականում շփվում է մասի հետ։ Խնդրեք խտությունը, տեսանելի ծակոտկենությունը, բարձր ջերմաստիճանի ճեղման մոդուլը և մնացորդային ազատ սիլիցիումը։ Թոնրայի կահույքի համար պարզեք՝ արդյոք կտորը պատրաստված է սլիպ-քաստ (slip-cast) նուրբ հատիկավորությամբ, թե՞ կոպիտ ճնշված (coarse pressed) մեթոդով։ Այս երկու արտադրանքները չեն մաշվում և չեն փոխանցում ջերմությունը նույն կերպ։.

Նիտրիդային կապակցված SiC-ն այն նյութն է, որը դուք օգտագործում եք, երբ օքսիդային կահույքը հոգնած է, ռեակցիոն կապակցված SiC-ն չափազանց ջերմային սահմանափակումներ ունի կամ մեծ հատվածներում չափազանց թանկ է, և գործարանը դեռ պետք է աշխատի։ Դա շքեղ չէ։ Սա այն թիթեղն է, որը վառարանից դուրս է գալիս ուղիղ, կողային պատը, որը չի փլվում, և ներքին ծածկույթը, որը մնում է տեղում վերջին արշավից հետո։ Սահմանեք դասը ըստ բեռի, և այն այդպես էլ կմնա։.