Применение карбида кремния SiC в износостойкой промышленности
Карбид кремния SiC включает в себя черный карбид кремния C (твердость по Моосу 9,15) и зеленый карбид кремния GC (твердость по Моосу 9,4).
Черный карбид кремния C
Карбид кремния SiC широко используется в износостойкой промышленности. Его высокая твердость, высокая термостойкость, коррозионная стойкость и другие характеристики делают его ключевым материалом. Ниже приведены конкретные области применения и технические характеристики:
I. Износостойкие детали промышленного оборудования
Основные износостойкие детали
Износостойкие шары : используются в таком оборудовании, как мельницы и шаровые мельницы, для повышения эффективности измельчения и снижения потребления энергии.
Износостойкие пластины/футеровки: используются в изнашиваемых деталях металлургического и горнодобывающего оборудования для сопротивления сильным ударам и эрозии частиц.
Износостойкие трубы/колена : транспортируют высокотемпературные и коррозионные среды (например, шлам и угольный порошок) для снижения износа и утечек.
Покрытие и обработка поверхности
В качестве керамического материала покрытия карбид кремния SiC может образовывать износостойкий и жаропрочный защитный слой, который используется для рабочих колес турбин, внутренних стенок корпуса цилиндра и т. д.
Покрытие остается стабильным при высоких температурах (1600 °C) и подходит для компонентов авиационных двигателей и высокотемпературного промышленного оборудования.
2. Высокотемпературные и экстремальные условия применения
Высокотемпературная технологическая адаптивность
Керамика из карбида кремния SiC используется в качестве футеровки или транспортировочных труб в металлургических спекательных печах и ковочных печах со среднечастотным нагревом, чтобы выдерживать высокотемпературные металлические частицы и износ руды.
Ее низкий коэффициент теплового расширения (4,0×10⁻⁶ K⁻¹) и термическая стабильность (1600 °C) снижают риск термического растрескивания.
Реакция на коррозионные среды
В химической и нефтяной промышленности трубы из карбида кремния SiC могут транспортировать коррозионные среды, такие как концентрированные кислоты и щелочи, и обладают как износостойкостью, так и коррозионной стойкостью.
3. Технология оптимизации характеристик материала Технология модификации улучшает характеристики
Нанокомпозит : повышение вязкости разрушения и усталостной прочности за счет микро-нанокомпозитных структур для продления срока службы компонентов.
Армирование волокном : композиты из углеродного волокна или металлического волокна повышают ударопрочность и подходят для условий с высокими ударными нагрузками, например, в шахтах.
Оптимизация процесса термообработки : корректировка фазового состава и микроструктуры для улучшения термической стабильности и механических свойств.
Получение функциональной керамики
. В качестве добавки карбид кремния SiC может использоваться для получения износостойкой керамики и коррозионно-стойкой керамики, которая используется в качестве функциональных материалов в области электроники и связи.
4. Примеры
Энергетическая промышленность : Трубы из карбида кремния SiC используются для транспортировки золы и угольного порошка, чтобы противостоять износу частиц. Металлургия/Горнодобывающая промышленность: Износостойкие футеровки и трубы используются в оборудовании для переработки руды, чтобы сократить частоту простоев и технического обслуживания.
Автомобильная промышленность : высокопроизводительные тормозные диски, роторы турбокомпрессоров и другие детали, устойчивые к высокотемпературному износу.
Авиация и космонавтика : высокотемпературные детали двигателей и системы тепловой защиты, использующие их высокую термостойкость и антиоксидантные свойства.
Благодаря вышеуказанным применениям карбид кремния SiC значительно улучшил срок службы и эффективность промышленного оборудования, став незаменимым материалом в современной износостойкой отрасли.