Ja saps, despr\u00e9s de passar m\u00e9s de vint anys en el negoci dels refractaris, experimentant amb tota mena de materials que han de resistir temperatures abrasadores i condicions extremes, he desenvolupat una veritable apreciaci\u00f3 pel carbur de silici aglomerat amb nitrur. No \u00e9s el tipus de tecnologia vistosa de qu\u00e8 parlen a les xerrades TED, per\u00f2 en la rutina di\u00e0ria de f\u00e0briques i plantes, \u00e9s un salvavides. Aquest material combina la resist\u00e8ncia del carbur de silici amb un aglomerant nitrur que el fa especialment resilient, i s'ha convertit en un element b\u00e0sic per a qualsevol que treballi en entorns extrems. El que m'agrada d'ell \u00e9s com resol problemes sense gaire rebombori: revestiments m\u00e9s duradors, menys temps d'inactivitat, coses d'aquestes. En aquest article, us explicar\u00e9 de qu\u00e8 est\u00e0 fet, quins s\u00f3n els seus principals avantatges, on s'utilitza i algunes coses a tenir en compte, basant-me en el que he vist sobre el terreny. Si sou un enginyer o t\u00e8cnic que busca opcions per a configuracions d'alta temperatura, aix\u00f2 us pot donar alguns consells \u00fatils.<\/p>\n
<\/p>\n
Comencem pel b\u00e0sic: com es forma el SiC nitrurat. L'ingredient clau \u00e9s el carbur de silici, o SiC, que s'obt\u00e9 mitjan\u00e7ant el proc\u00e9s Acheson. En aquest proc\u00e9s, es pren sorra de s\u00edlice i carboni i esescalfa en un gran forn el\u00e8ctric fins a uns 2000 graus Celsius o m\u00e9s, i en surten aquests cristalls durs de SiC. S\u00f3n dur\u00edssims. Per fer la versi\u00f3 aglomerada, es barregen aquests grans de SiC amb una mica de pols de silici i se'ls d\u00f3na la forma que es necessiti: maons, plaques, potser fins i tot tubs. Despr\u00e9s es couen en una atmosfera plena de nitrogen, a uns 1400-1500 \u00b0C. El silici captura el nitrogen i es converteix en nitrur de silici, Si3N4, que forma aquesta xarxa de lligam que ho mant\u00e9 tot unit. \u00c9s principalment SiC, diguem-ne un 85% aproximadament, amb el nitrur omplint els espais. Si el mires amb un microscopi, veur\u00e0s aquests cristalls de nitrur en forma d'agulla que s'enrotllen al voltant de les part\u00edcules de SiC, creant una estructura que \u00e9s s\u00f2lida per\u00f2 no massa fr\u00e0gil. No calen aglutinants addicionals que es puguin cremar a altes temperatures, la qual cosa \u00e9s un bon detall.<\/p>\n
Ara, passem a all\u00f2 que fa que funcioni tan b\u00e9. T\u00e8rmicament, aquest material pot suportar un gran desgast: fins a 1650 \u00b0C a l'aire, i de vegades m\u00e9s si l'atmosfera \u00e9s reductora. Forma una capa de s\u00edlice a la superf\u00edcie quan s'oxida, que actua com un escut contra m\u00e9s danys. La conductivitat t\u00e8rmica \u00e9s for\u00e7a bona, entre 20 i 40 watts per metre-Kelvin, de manera que gestiona el flux de calor sense problemes en elements com els intercanviadors de calor. La taxa d'expansi\u00f3 \u00e9s baixa, d'uns 4 \u00d7 10\u207b\u2076 per grau Celsius, la qual cosa significa que no es trenca f\u00e0cilment quan les temperatures oscil\u00b7len bruscament. Mec\u00e0nicament, \u00e9s resistent \u2014amb una resist\u00e8ncia a la compressi\u00f3 de m\u00e9s de 200 megapascals\u2014 i molt resistent a l'abrasi\u00f3, perqu\u00e8 el SiC \u00e9s gaireb\u00e9 tan dur com el diamant. He sotm\u00e8s mostres a proves d'erosi\u00f3 amb esc\u00f2ria fosa, i el seu aspecte \u00e9s molt millor que el dels materials d'alumina.<\/p>\n
Qu\u00edmicament parlant, tamb\u00e9 \u00e9s un campi\u00f3. \u00c0cids, \u00e0lcalis, metalls fosos: no l'afecten gaire. En treballs amb alumini, resisteix els fluorurs que devorarien vius altres refractaris. La densitat \u00e9s d'uns 2,7 a 3,1 grams per cent\u00edmetre c\u00fabic, de manera que no \u00e9s gaire pesat, i la porositat se situa entre el 10 i el 20 per cent, cosa que li permet respirar una mica sense desintegrar-se. Per\u00f2 un av\u00eds: si t'exposes a un ambient vapor\u00f3s a m\u00e9s de 1400 \u00b0C, el nitrur pot reaccionar amb l'aigua i degradar-se. Cal tenir-ho en compte.<\/p>\n
On es fa servir en el m\u00f3n real? En molts llocs. A la sider\u00fargia, \u00e9s ideal per a peces de forns de coix, com les zones al voltant dels tuyers o de la xemeneia, on la calor i els cops dels materials s\u00f3n constants. Recordo una feina en qu\u00e8 vam canviar el revestiment d'un forn per un de SiC, i va durar el doble: vam passar de necessitar renovacions cada sis mesos a m\u00e9s d'un any. Un gran estalvi. Per a metalls com el coure o l'alumini, s'utilitza en crisols i canals; la superf\u00edcie no deixa que el metall s'hi enganxi, de manera que no s'obstrueix. En cer\u00e0mica, serveix per a fer bons suports i graons de forn que no es deformen sota c\u00e0rrega a altes temperatures.<\/p>\n
No \u00e9s nom\u00e9s ind\u00fastria d'antiga escola. El trobar\u00e0s en incineradores que tracten gasos nocius o en reactors qu\u00edmics amb subst\u00e0ncies corrosives. Darrerament l'he vist en aplicacions d'energies verdes com gasificadors de biomassa o instal\u00b7lacions solars. El pots modelar gaireb\u00e9 en qualsevol forma \u2014 maons est\u00e0ndard o peces personalitzades \u2014 i instal\u00b7lar-lo amb morters especials. Costa m\u00e9s a l'inici, potser cinc o deu d\u00f2lars per quilo, per\u00f2 es recupera r\u00e0pidament en situacions exigents.<\/p>\n
Dit aix\u00f2, no \u00e9s perfecte. Fer-ho b\u00e9 requereix un control acurat; si el nitrurament no arriba al final, apareixen punts febles. Tallar o rectificar genera pols que \u00e9s mala not\u00edcia \u2014pot ser cancer\u00edgena\u2014, aix\u00ed que porta mascaretes i utilitza extracci\u00f3. La producci\u00f3 consumeix energia, per\u00f2 el reciclatge millora; alguns llocs recuperen 70% del SiC de les peces velles. La recerca tamb\u00e9 est\u00e0 superant l\u00edmits, com afegir subst\u00e0ncies per fer-lo m\u00e9s resistent a les esquerdes, o b\u00e9 utilitzar la impressi\u00f3 3D per reduir els residus.<\/p>\n
Tenint-ho tot en compte, el carboni de silici nitrurat \u00e9s un d'aquells materials que simplement funciona quan el necessites. Segons la meva experi\u00e8ncia, ha capgirat situacions complicades, com en aquella planta de zinc on va augmentar enormement l'efici\u00e8ncia. Si est\u00e0s pensant a utilitzar-lo, adapta'l a les teves condicions \u2014 calor, productes qu\u00edmics, estr\u00e8s \u2014 i consulta les especificacions de fabricants com Saint-Gobain. T\u00e9 un futur s\u00f2lid mentre busquem maneres millors i m\u00e9s ecol\u00f2giques de fer les coses.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Nitride Bonded Silicon Carbide: A Reliable Ally Against Heat and Wear in Industry You know, after spending over twenty years in the refractories business, tinkering with all sorts of materials that have to stand up to blistering temperatures and harsh conditions, I’ve developed a real appreciation for nitride bonded silicon carbide. It’s not the kind […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[2],"tags":[],"class_list":["post-44","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-news"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/44","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=44"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/44\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":45,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/44\/revisions\/45"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=44"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=44"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=44"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}