Applicazione del carburo di silicio (SiC) nella ceramica
Il carburo di silicio SiC comprende il carburo di silicio verde SiC e il carburo di silicio nero SiC.
Carburo di silicio nero SiC
L’applicazione del carburo di silicio (SiC) nel campo della ceramica si è diversificata grazie alle sue proprietà fisiche e chimiche uniche, coprendo principalmente le seguenti direzioni:
1. Produzione di materiali strutturali
Parti resistenti all’usura
L’elevata durezza (durezza Mohs 9,2-9,5) e l’eccellente resistenza meccanica della ceramica al carburo di silicio SiC le rendono ampiamente utilizzate in parti resistenti all’usura come anelli di tenuta, cuscinetti radenti e piastre antiproiettile, che possono resistere all’attrito e all’impatto in condizioni di lavoro estreme.
Parti di cuscinetti ad alta temperatura
Nel campo aerospaziale, la ceramica al carburo di silicio SiC viene utilizzata per produrre pale di turbine a gas, parti calde del motore, ecc. La sua resistenza alle alte temperature (punto di fusione 2700 °C) e la resistenza agli shock termici (basso coefficiente di dilatazione termica) garantiscono stabilità strutturale a temperature estreme.
2. Applicazioni industriali ad alta temperatura
Rivestimenti per forni e materiali refrattari
Le ceramiche al carburo di silicio, come utensili per forni, mattoni refrattari o materiali di rivestimento, possono ridurre la perdita di calore nei forni ad alta temperatura e prolungarne la durata. Sono adatte a processi ad alta temperatura come la sinterizzazione della ceramica e la fusione dei metalli.
Elementi riscaldanti ad alta temperatura
Apparecchiature di riscaldamento indiretto utilizzate per la fusione di metalli non ferrosi, come forni a vasca verticale e rivestimenti per celle elettrolitiche in alluminio, la loro elevata conduttività termica e resistenza alla corrosione migliorano l’efficienza energetica.
3. Sviluppo di ceramiche funzionali
Tecnologia di separazione a membrana ceramica
Le membrane ceramiche SiC, grazie alla loro inerzia chimica e resistenza alla corrosione, offrono buone prestazioni in scenari industriali come la separazione di gas ad alta temperatura e la filtrazione di fluidi corrosivi, come il trattamento di mezzi fortemente acidi e alcalini nell’industria chimica.
Materiali elettronici ed energetici
Come vettori di catalizzatori o substrati di dispositivi semiconduttori, le ceramiche al carburo di silicio migliorano le prestazioni delle apparecchiature e riducono il consumo energetico nei dispositivi di potenza, nei leganti degli elettrodi negativi delle batterie al litio e in altri campi.
4. Miglioramento della tecnologia di lavorazione
Molatura e lucidatura
Gli abrasivi al carburo di silicio vengono utilizzati per la finitura superficiale della ceramica con elevata efficienza di taglio, che può rimuovere rapidamente i difetti del materiale e ottenere una lucidatura ad alta precisione, migliorando la finitura del prodotto.
Ottimizzazione del processo di sinterizzazione
La tecnologia di sinterizzazione senza pressione (S-SiC) prepara parti ceramiche di forma complessa tramite sinterizzazione in fase liquida o solida, che è sia ad alta densità che economica e adatta alla produzione di massa.
5. Risparmio energetico e tutela ambientale
Miglioramento dell’efficienza energetica
La conduttività termica della ceramica al carburo di silicio può ottimizzare la progettazione del forno, ridurre la perdita di calore e il consumo energetico di produzione.
Sostituzione di materiali ecocompatibili
Come rivestimento disossidante o resistente alla corrosione, riduce l’emissione di sostanze nocive nei processi chimici e promuove una produzione ecologica.
L’applicazione della ceramica al carburo di silicio si sta espandendo dai settori tradizionali a settori ad alta tecnologia come le nuove energie e i semiconduttori. I suoi vantaggi prestazionali e le innovazioni di processo continuano a promuovere la trasformazione e l’ammodernamento dell’industria ceramica.