Efter at have tilbragt over tyve \u00e5r i branchen for ildfaste materialer, hvor jeg har arbejdet med alle mulige materialer, der skal kunne modst\u00e5 h\u00f8je temperaturer og barske forhold, har jeg virkelig f\u00e5et \u00f8jnene op for nitridbundet siliciumcarbid. Det er ikke den slags prangende teknologi, der bliver talt om i TED-talks, men i det daglige arbejde p\u00e5 fabrikker og anl\u00e6g er det en livredder. Dette materiale kombinerer h\u00e5rdheden af siliciumcarbid med et nitridbindemiddel, der g\u00f8r det ekstra modstandsdygtigt, og det er blevet et vigtigt element for alle, der har med ekstreme milj\u00f8er at g\u00f8re. Det, jeg godt kan lide ved det, er, at det l\u00f8ser problemer uden en masse besv\u00e6r - l\u00e6ngerevarende foringer, mindre nedetid og den slags. I denne artikel vil jeg gennemg\u00e5, hvad det er lavet af, dets vigtigste styrker, hvor det bliver brugt, og et par ting, man skal v\u00e6re opm\u00e6rksom p\u00e5, baseret p\u00e5 hvad jeg har set i marken. Hvis du er ingeni\u00f8r eller tekniker og kigger p\u00e5 muligheder for h\u00f8jvarmeops\u00e6tninger, kan dette m\u00e5ske give dig nogle nyttige tips.<\/p>\n
<\/p>\n
Lad os starte med det grundl\u00e6ggende: hvordan nitridbundet sic kommer sammen. N\u00f8gleingrediensen er siliciumcarbid eller SiC, som kommer fra Acheson-processen. Her tager man silica-sand og kulstof og varmer det op i en stor elektrisk ovn til omkring 2000 grader Celsius eller mere, og ud kommer disse h\u00e5rde SiC-krystaller. De er h\u00e5rde som s\u00f8m. For at lave den bundne version blander man disse SiC-korn med noget siliciumpulver og former det til det, man har brug for - mursten, plader, m\u00e5ske endda r\u00f8r. S\u00e5 br\u00e6nder man det i en atmosf\u00e6re fuld af kv\u00e6lstof, omkring 1400 til 1500 \u00b0C. Siliciumet griber fat i nitrogenet og bliver til siliciumnitrid, Si3N4, som danner dette bindende netv\u00e6rk, der holder alt p\u00e5 plads. Det er for det meste SiC, f.eks. 85% eller deromkring, og nitridet udfylder hullerne. Hvis du kigger p\u00e5 det under et mikroskop, vil du se disse n\u00e5leformede nitridkrystaller, der vikler sig rundt om SiC-partiklerne og skaber en struktur, der er solid, men ikke for sk\u00f8r. Der er ikke brug for ekstra bindemidler, som kan br\u00e6nde ud ved h\u00f8je temperaturer, hvilket er en god detalje.<\/p>\n
Nu til det, der f\u00e5r det til at fungere s\u00e5 godt. Termisk kan dette materiale t\u00e5le at f\u00e5 t\u00e6sk - op til 1650 \u00b0C i luft, og nogle gange h\u00f8jere, hvis atmosf\u00e6ren er reducerende. Det danner et silica-lag p\u00e5 overfladen, n\u00e5r det oxiderer, som fungerer som et skjold mod mere skade. Varmeledningsevnen er ret god, mellem 20 og 40 watt pr. meter Kelvin, s\u00e5 det h\u00e5ndterer varmestr\u00f8mme uden problemer i f.eks. varmevekslere. Udvidelseshastigheden er lav, ca. 4 gange 10 til minus 6 pr. grad C, hvilket betyder, at det ikke spr\u00e6kker s\u00e5 let, n\u00e5r temperaturen svinger voldsomt. Mekanisk er det st\u00e6rkt - trykstyrke over 200 megapascal - og superresistent over for slid, fordi SiC er n\u00e6sten lige s\u00e5 h\u00e5rdt som diamant. Jeg har udsat pr\u00f8ver for erosionstest med smeltet slagge, og de ser langt bedre ud end aluminiumoxid.<\/p>\n
Kemisk set er den ogs\u00e5 en mester. Syrer, baser, smeltede metaller - det g\u00f8r ikke s\u00e5 meget. I aluminiumsarbejde kan det modst\u00e5 fluorider, som ville \u00e6de andre ildfaste materialer levende. Densiteten er omkring 2,7 til 3,1 gram pr. kubikcentimeter, s\u00e5 det er ikke for tungt, og por\u00f8siteten ligger p\u00e5 10 til 20 procent, hvilket lader det \u00e5nde lidt uden at falde fra hinanden. Men her er en advarsel: Hvis du befinder dig i et dampende milj\u00f8 p\u00e5 over 1400 \u00b0C, kan nitrid reagere med vand og blive nedbrudt. Det skal man tage h\u00f8jde for.<\/p>\n
Hvor dukker det op i den virkelige verden? Mange steder. I st\u00e5lproduktion er det fantastisk til h\u00f8jovnsdele, f.eks. omr\u00e5derne omkring tuyeren eller skorstenen, hvor der konstant er varme og st\u00f8d fra materialer. Jeg kan huske et job, hvor vi skiftede en ovnforing ud med SiC, og den holdt dobbelt s\u00e5 l\u00e6nge - fra at skulle skiftes hver sjette m\u00e5ned til over et \u00e5r. Det var en stor besparelse. Til metaller som kobber eller aluminium bruges det i digler og kanaler; overfladen lader ikke metal s\u00e6tte sig fast, s\u00e5 der er ingen tilstopning. I keramik giver det gode ovnst\u00f8tter og hylder, der ikke vrider sig under belastning ved h\u00f8j varme.<\/p>\n
Det er heller ikke kun i den gammeldags industri. Du finder det i forbr\u00e6ndingsanl\u00e6g, der h\u00e5ndterer ubehagelige gasser, eller i kemiske reaktorer med \u00e6tsende stoffer. P\u00e5 det seneste har jeg set det i gr\u00f8nne energianl\u00e6g som biomasseforgassere eller solcelleanl\u00e6g. Man kan forme det til stort set hvad som helst - standardsten eller specialfremstillede stykker - og installere det med s\u00e6rlige m\u00f8rtler. Det koster mere p\u00e5 forh\u00e5nd, m\u00e5ske fem til ti dollars pr. kilo, men det betaler sig hurtigt p\u00e5 vanskelige steder.<\/p>\n
N\u00e5r det er sagt, er det ikke perfekt. Det kr\u00e6ver omhyggelig kontrol at g\u00f8re det rigtigt; hvis nitreringen ikke g\u00e5r hele vejen, f\u00e5r du svage punkter. Sk\u00e6ring og slibning hvirvler st\u00f8v op, som er d\u00e5rligt nyt - det kan v\u00e6re kr\u00e6ftfremkaldende - s\u00e5 brug masker og udsugning. Produktionen \u00e6der energi, men genanvendelsen bliver bedre; nogle steder tr\u00e6kker man 70% af SiC tilbage fra gamle dele. Forskningen skubber ogs\u00e5 til gr\u00e6nserne, f.eks. ved at tilf\u00f8je ting, der g\u00f8r det mere modstandsdygtigt over for revner, eller ved at bruge 3D-printning til at reducere spild.<\/p>\n
Alt taget i betragtning er nitridbundet siliciumcarbid et af de materialer, der bare virker, n\u00e5r man har brug for det. Ud fra det, jeg har arbejdet med, har det vendt vanskelige situationer, som p\u00e5 zinkfabrikken, hvor det \u00f8gede effektiviteten markant. Hvis du overvejer at bruge det, skal du tilpasse det til dine forhold - varme, kemikalier, stress - og tjekke specifikationerne fra folk som Saint-Gobain. Det har en solid fremtid, n\u00e5r vi jagter bedre og gr\u00f8nnere m\u00e5der at g\u00f8re tingene p\u00e5.<\/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\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/44","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=44"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/44\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":45,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/44\/revisions\/45"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=44"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=44"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=44"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}