Teate, p\u00e4rast seda, kui olen \u00fcle kahek\u00fcmne aasta veetnud tulekindlate materjalide valdkonnas, kus ma olen tegelenud igasuguste materjalidega, mis peavad vastu pidama kuumale temperatuurile ja karmidele tingimustele, olen hakanud nitriidiga seotud r\u00e4nikarbiidi v\u00e4ga k\u00f5rgelt hindama. See ei ole selline silmatorkav tehnoloogia, millest r\u00e4\u00e4gitakse TED-ettekannetes, kuid tehaste ja rajatiste igap\u00e4evases t\u00f6\u00f6s on see elup\u00e4\u00e4stja. Selles materjalis on \u00fchendatud r\u00e4nikarbiidi sitkus nitriidse sideainega, mis muudab selle eriti vastupidavaks, ja sellest on saanud p\u00f5hitarvik k\u00f5igile, kes tegelevad ekstreemsetes tingimustes. Mulle meeldib see, et see lahendab probleeme ilma suurema vaeva n\u00e4gemata - pikemaajaline vooderdus, v\u00e4hem seisakuid ja muu selline asi. Selles artiklis tutvustan teile, millest see on valmistatud, selle peamisi tugevusi, kus seda kasutatakse ja m\u00f5ningaid asju, mille suhtes tuleb ettevaatlik olla, tuginedes sellele, mida ma olen kohapeal n\u00e4inud. Kui te olete insener v\u00f5i tehnik, kes otsib k\u00f5rgkuumuse seadistuste v\u00f5imalusi, v\u00f5ib see teile kasulikke n\u00e4pun\u00e4iteid anda.<\/p>\n
<\/p>\n
Alustame p\u00f5hit\u00f5dedest: kuidas nitriidiga seotud sic kokku tuleb. Peamine koostisosa on r\u00e4nikarbiid ehk SiC, mis p\u00e4rineb Achesoni protsessist. See on protsess, kus v\u00f5etakse r\u00e4niliiv ja s\u00fcsinik, kuumutatakse neid suures elektriahjus umbes 2000 kraadini v\u00f5i rohkem, ja v\u00e4lja tulevad k\u00f5vad SiC-kristallid. Need on k\u00f5vad kui naelad. Et teha seotud versiooni, segatakse need SiC terad r\u00e4nipulbriga ja vormitakse sellest mis iganes, mida vajate - tellised, plaadid, v\u00f5ib-olla isegi torud. Siis p\u00f5letate seda l\u00e4mmastikuga t\u00e4idetud atmosf\u00e4\u00e4ris, umbes 1400 kuni 1500 \u00b0C juures. R\u00e4ni haarab l\u00e4mmastikku ja muutub r\u00e4ninitriidiks, Si3N4, mis moodustab selle sidusv\u00f5rgustiku, mis hoiab k\u00f5ike paigal. See on enamasti SiC, n\u00e4iteks 85% v\u00f5i nii, nitriidiga, mis t\u00e4idab t\u00fchimikud. Kui te vaatate seda mikroskoobi all, n\u00e4ete neid n\u00f5elakujulisi nitriidikristalle, mis m\u00e4hivad SiC-osakesi \u00fcmber, luues struktuuri, mis on tahke, kuid mitte liiga rabe. Ei ole vaja t\u00e4iendavaid sideaineid, mis v\u00f5ivad k\u00f5rgel temperatuuril l\u00e4bi p\u00f5leda, mis on v\u00e4ga meeldiv.<\/p>\n
N\u00fc\u00fcd selle juurde, mis teeb selle nii h\u00e4sti toimivaks. Termiliselt v\u00f5ib see materjal vastu v\u00f5tta kuni 1650 \u00b0C \u00f5hus ja m\u00f5nikord ka rohkem, kui atmosf\u00e4\u00e4r on v\u00e4hendav. Oks\u00fcdeerudes moodustab see pinnale r\u00e4nidioksiidi kihi, mis toimib nagu kilp suurema kahjustuse vastu. Soojusjuhtivus on \u00fcsna hea, vahemikus 20-40 vatti meetri kelvini kohta, nii et see talub soojusvoolu probleemideta n\u00e4iteks soojusvahetites. Paisumise kiirus on madal, umbes 4 korda 10 kuni miinus 6 kraadi C kohta, mis t\u00e4hendab, et see ei pragune kergesti, kui temperatuurid j\u00e4rsult k\u00f5iguvad. Mehaaniliselt on see tugev - survetugevus on \u00fcle 200 megapaskali - ja v\u00e4ga vastupidav kulumisele, sest SiC on peaaegu sama k\u00f5va kui teemant. Olen teinud n\u00e4idiseid erosioonikatseid sulatatud r\u00e4buga ja need tulevad v\u00e4lja palju paremad kui alumiiniumoksiidi kraam.<\/p>\n
Keemiliselt on see samuti t\u0161empion. Happed, leelised, sulatatud metallid - need ei h\u00e4iri seda eriti. Alumiiniumit\u00f6\u00f6del peab see vastu fluoriididele, mis muud tulekindlad materjalid elusalt \u00e4ra s\u00f6\u00f6ksid. Tihedus on umbes 2,7-3,1 grammi kuupsentimeetri kohta, nii et see ei ole liiga raske, ja poorsus on 10-20 protsenti, mis v\u00f5imaldab tal veidi hingata, ilma et ta laguneks. Kuid siin on hoiatus: kui olete \u00fcle 1400 \u00b0C aurustunud keskkonnas, v\u00f5ib nitriid reageerida veega ja laguneda. Seda tuleb arvestada.<\/p>\n
Kus see reaalses maailmas ilmneb? Paljudes kohtades. Terasetootmises sobib see suurep\u00e4raselt k\u00f5rgahju osade jaoks, n\u00e4iteks tuueride v\u00f5i korstna \u00fcmbruses, kus kuumus ja materjalide l\u00f6\u00f6mine on pidev. M\u00e4letan \u00fchte t\u00f6\u00f6d, kus me vahetasime ahju vooderduse SiC vastu ja see kestis kaks korda kauem - see vajas kord kuue kuu tagant uut vooderdust, kuid n\u00fc\u00fcd oli vaja \u00fcle aasta. See oli suur kokkuhoid. Metallide, nagu vask v\u00f5i alumiinium, puhul kasutatakse seda tiiglitesse ja kanalitesse; pind ei lase metallil kinni j\u00e4\u00e4da, seega ei teki ummistusi. Keraamika puhul on see hea ahjutugi ja riiulid, mis ei paindu koormuse all k\u00f5rge tulekahju korral.<\/p>\n
See ei ole ka ainult vanakooli t\u00f6\u00f6stus. Leiad seda vastikute gaasidega tegelevates p\u00f5letusahjudes v\u00f5i s\u00f6\u00f6vitava kraamiga keemilistes reaktorites. Viimasel ajal olen n\u00e4inud seda rohelise energia puhul, nagu biomassi gaasistajad v\u00f5i p\u00e4ikeseenergia seadeldised. Seda saab vormida peaaegu k\u00f5igeks - standardtellisteks v\u00f5i kohandatud t\u00fckkideks - ja paigaldada spetsiaalsete m\u00f6rssidega. See maksab algselt rohkem, v\u00f5ib-olla viis kuni k\u00fcmme dollarit kilo kohta, kuid rasketes kohtades tasub see kiiresti \u00e4ra.<\/p>\n
See t\u00e4hendab, et see ei ole t\u00e4iuslik. Selle \u00f5igeks tegemine n\u00f5uab hoolikat kontrolli; kui nitreerimine ei l\u00e4he l\u00f5puni, tekivad n\u00f5rgad kohad. L\u00f5ikamine v\u00f5i lihvimine tekitab tolmu, mis on halb uudis - see v\u00f5ib olla kantserogeenne, seega kandke maske ja kasutage v\u00e4ljat\u00f5mbamist. Tootmine s\u00f6\u00f6b energiat, kuid ringlussev\u00f5tt muutub paremaks; m\u00f5nedes kohtades v\u00f5etakse vanadest osadest tagasi 70% SiC. Teadusuuringud nihutavad samuti piire, n\u00e4iteks lisades aineid, mis muudavad selle vastupidavamaks pragude vastu, v\u00f5i kasutades 3D-tr\u00fckkimist, et v\u00e4hendada j\u00e4\u00e4tmeid.<\/p>\n
Kokkuv\u00f5ttes on nitriidiga seotud r\u00e4nikarbiid \u00fcks neist materjalidest, mis lihtsalt t\u00f6\u00f6tab, kui seda vajate. Selle p\u00f5hjal, millega ma olen tegelenud, on see keerulisi olukordi \u00fcmber p\u00f6\u00f6ranud, nagu selles tsingitehases, kus see suurendas t\u00f5husust suurel m\u00e4\u00e4ral. Kui m\u00f5tlete selle kasutamisele, sobitage see oma tingimustega - kuumuse, kemikaalide ja stressiga - ning vaadake selliste firmade nagu Saint-Gobain spetsifikatsioone. Sellel on kindel tulevik, kui me otsime paremaid ja keskkonnahoidlikumaid viise, kuidas asju teha.<\/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\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/44","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=44"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/44\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":45,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/44\/revisions\/45"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=44"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=44"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=44"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}