Zna\u0161, nakon vi\u0161e od dvadeset godina u industriji vatrostalnih materijala, eksperimentiraju\u0107i sa svakojakim materijalima koji moraju izdr\u017eati u\u017earene temperature i surove uvjete, razvio sam istinsko po\u0161tovanje prema silicijevom karbidu vezanom nitridom. Nije to vrsta atraktivne tehnologije o kojoj se pri\u010da na TED predavanjima, ali u svakodnevnoj rutini tvornica i postrojenja, to je spasitelj. Ovaj materijal spaja \u010dvrsto\u0107u silicijevog karbida s nitridnim vezivom koje ga \u010dini iznimno otpornim i postao je nezaobilazan za sve koji se bave ekstremnim okru\u017eenjima. Ono \u0161to mi se svi\u0111a jest kako rje\u0161ava probleme bez puno pompe \u2013 dugotrajniji slojevi, manje zastoja, takve stvari. U ovom \u010dlanku objasnit \u0107u vam od \u010dega je napravljen, njegove glavne prednosti, gdje se koristi i na \u0161to treba paziti, na temelju onoga \u0161to sam vidio na terenu. Ako ste in\u017eenjer ili tehni\u010dar koji tra\u017ei opcije za sustave za visoke temperature, ovo vam mo\u017ee dati nekoliko korisnih savjeta.<\/p>\n
<\/p>\n
Po\u010dnimo od osnova: kako nastaje nitridno vezani SiC. Klju\u010dni sastojak je silicijev karbid, odnosno SiC, koji se dobiva Achesonovim procesom. U tom procesu uzimate silicijev pijesak i ugljik, zagrijavate ih u velikoj elektri\u010dnoj pe\u0107i na oko 2000 \u00b0C ili vi\u0161e, i dobijete ove tvrde SiC kristale. Izuzetno su \u010dvrsti. Za izradu vezane verzije, te SiC zrnce pomije\u0161ate s malo silicijevog praha i oblikujete u \u0161to god vam treba \u2013 cigle, plo\u010de, mo\u017eda \u010dak i cijevi. Zatim ga pe\u010dete u atmosferi punoj du\u0161ika, na temperaturi od oko 1400 do 1500 \u00b0C. Silicij se ve\u017ee za du\u0161ik i pretvara u silicijev nitrid, Si3N4, koji stvara mre\u017eu za vezivanje koja sve dr\u017ei na mjestu. To je uglavnom SiC, recimo oko 85%, s nitridom koji ispunjava praznine. Ako ga pogledate pod mikroskopom, vidjet \u0107ete igli\u010daste kristale nitrida koji obavijaju SiC \u010destice, stvaraju\u0107i strukturu koja je \u010dvrsta, ali ne previ\u0161e krhka. Nema potrebe za dodatnim vezivima koja bi se mogla izgorjeti na visokim temperaturama, \u0161to je lijepa prednost.<\/p>\n
Sada, \u0161to ga \u010dini toliko u\u010dinkovitim. Termi\u010dki, ovaj materijal mo\u017ee izdr\u017eati velika optere\u0107enja\u2014do 1650 \u00b0C u zraku, a ponekad i vi\u0161e ako je atmosfera redukcijska. Pri oksidaciji na povr\u0161ini stvara silicijski sloj koji djeluje kao \u0161tit od daljnjih o\u0161te\u0107enja. Temperaturna provodnost je prili\u010dno dobra, izme\u0111u 20 i 40 vata po metru-Kelvinu, pa bez problema podnosi protok topline u elementima poput izmjenjiva\u010da topline. Koeficijent toplinskog \u0161irenja je nizak, oko 4 puta 10 na minus 6 po stupnju Celzijevom, \u0161to zna\u010di da se ne puca lako kada temperature naglo variraju. Mehani\u010dki je \u010dvrst \u2013 tla\u010dna \u010dvrsto\u0107a mu je ve\u0107a od 200 megapascala \u2013 i iznimno otporan na habanje jer je SiC gotovo tvrd kao dijamant. Podvrgnuo sam uzorke testovima erozije s rastopljenim \u0161ljunkom i izgledali su puno bolje od proizvoda od alumine.<\/p>\n
Kemijski gledano, i on je prvak. Kiseline, lu\u017eine, rastopljeni metali \u2013 ne uzimaju ga mnogo pod stra\u017e. U radu s aluminijem izdr\u017ei fluoride koji bi druge refraktarije pojeli \u017eive. Gusto\u0107a mu je oko 2,7 do 3,1 grama po kubi\u010dnom centimetru, pa nije pretjerano te\u017eak, a poroznost mu iznosi 10 do 20 posto, \u0161to mu omogu\u0107uje da malo di\u0161e bez raspadanja. No, evo upozorenja: ako se nalazite u vla\u017enom okru\u017eenju na temperaturi iznad 1400 \u00b0C, nitrid mo\u017ee reagirati s vodom i razgraditi se. To morate uzeti u obzir.<\/p>\n
Gdje se pojavljuje u stvarnom svijetu? Na mnogo mjesta. U proizvodnji \u010delika izvrsno je za dijelove visoke pe\u0107i, poput podru\u010dja oko tuyeresa ili dimnjaka, gdje su toplina i udari materijala stalni. Sje\u0107am se jednog posla gdje smo oblogu pe\u0107i zamijenili SiC-om i trajala je dvostruko dulje \u2013 od potrebe za ponovnim oblaganjem svakih \u0161est mjeseci do vi\u0161e od godinu dana. Velika u\u0161teda. Za metale poput bakra ili aluminija koristi se u kotli\u0107ima i kanalima; povr\u0161ina ne dopu\u0161ta da se metal zalijepi, pa nema za\u010depljenja. U keramici slu\u017ei za izradu dobrih nosa\u010da i re\u0161etki pe\u0107i koji se ne iskrivljuju pod optere\u0107enjem pri visokim temperaturama.<\/p>\n
Nije rije\u010d samo o staromodnoj industriji. Na\u0107i \u0107ete ga u spalionicama koje se bave otrovnim plinovima ili u kemijskim reaktorima s korozivnim tvarima. U zadnje vrijeme sam ga vi\u0111ao u projektima zelene energije poput plinifikatora biomase ili solarnih sustava. Mo\u017eete ga oblikovati u gotovo sve \u2013 standardne cigle ili prilago\u0111ene komade \u2013 i postaviti pomo\u0107u posebnih mortova. U po\u010detku ko\u0161ta vi\u0161e, mo\u017eda pet do deset dolara po kilogramu, ali se brzo isplati na zahtjevnim mjestima.<\/p>\n
Ipak, nije savr\u0161eno. Da bi se to ispravilo, potrebna je pa\u017eljiva kontrola; ako nitriranje ne ide do kraja, nastaju slabe to\u010dke. Rezanje ili bru\u0161enje podi\u017eu pra\u0161inu koja je lo\u0161a vijest\u2014mo\u017ee biti kancerogena\u2014pa nosite maske i koristite odsisavanje. Proizvodnja tro\u0161i energiju, ali recikliranje se pobolj\u0161ava; na nekim mjestima povla\u010de 70% SiC iz starih dijelova. Istra\u017eivanja tako\u0111er pomi\u010du granice, poput dodavanja materijala za ve\u0107u otpornost na pukotine ili kori\u0161tenja 3D ispisa za smanjenje otpada.<\/p>\n
Sve u svemu, nitridno vezani silicijev karbid jedan je od onih materijala koji jednostavno radi kad vam zatreba. Koliko sam se susreo s njim, preokrenuo je nezgodne situacije, poput one u tvornici cinka gdje je znatno pove\u0107ao u\u010dinkovitost. Ako razmi\u0161ljate o njegovoj upotrebi, prilagodite ga svojim uvjetima\u2014toplini, kemikalijama, optere\u0107enju\u2014i provjerite specifikacije kod proizvo\u0111a\u010da poput Saint-Gobaina. Ima svijetlu budu\u0107nost dok tra\u017eimo bolje, zelenije na\u010dine rada.<\/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\/hr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/44","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/hr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/hr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/hr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/hr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=44"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/hr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/44\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":45,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/hr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/44\/revisions\/45"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/hr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=44"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/hr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=44"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/buyscialishrx.com\/hr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=44"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}