MATERIAAL

Siliciumcarbide (SiC), ook bekend als carborundum, wordt gemaakt van kwartszand, petroleumcokes (of steenkoolcokes), houtsnippers (die moeten worden toegevoegd bij de productie van groen siliciumcarbide) enzovoort. Siliciumcarbide komt ook voor in een zeldzaam mineraal in de natuur, namelijk de moerbei. Van de hedendaagse hoogwaardige vuurvaste grondstoffen op basis van koolstof, stikstof, boor en andere niet-oxide materialen, is siliciumcarbide een van de meest gebruikte en economische materialen. Het kan worden beschouwd als goudstaalzand of vuurvast zand. De Chinese industriële productie van siliciumcarbide is momenteel onderverdeeld in zwart siliciumcarbide en groen siliciumcarbide. Beide soorten hebben hexagonale kristallen met een verhouding van 3,20 tot 3,25 en een microhardheid van 2840 tot 3320 kg/m².

Siliciumcarbideproducten worden, afhankelijk van de toepassing, in vele soorten ingedeeld. Ze worden over het algemeen mechanisch gebruikt. Zo is siliciumcarbide bijvoorbeeld een ideaal materiaal voor mechanische afdichtingen vanwege de goede chemische corrosiebestendigheid, hoge sterkte, hoge hardheid, goede slijtvastheid, lage wrijvingscoëfficiënt en hoge temperatuurbestendigheid.

SiC-afdichtingsringen kunnen worden onderverdeeld in statische ringen, bewegende ringen, vlakke ringen, enzovoort. Van siliciumcarbide (SiC) kunnen diverse producten worden gemaakt, zoals roterende siliciumcarbideringen, stationaire siliciumcarbidezittingen, siliciumcarbidebussen, enzovoort, afhankelijk van de specifieke eisen van de klant. Het kan ook worden gebruikt in combinatie met grafietmateriaal, en de wrijvingscoëfficiënt is lager dan die van aluminiumoxidekeramiek en harde legeringen, waardoor het geschikt is voor toepassingen met een hoge PV-waarde, met name in sterk zure en sterk alkalische omgevingen.

Een van de belangrijkste voordelen van het gebruik van SIC in mechanische afdichtingen is de verminderde wrijving. SIC is daardoor beter bestand tegen slijtage dan andere materialen, wat de levensduur van de afdichting verlengt. Bovendien vermindert de lagere wrijving van SIC de behoefte aan smering. Minder smering verkleint de kans op vervuiling en corrosie, wat de efficiëntie en betrouwbaarheid ten goede komt.

SIC heeft bovendien een hoge slijtvastheid. Dit betekent dat het bestand is tegen continu gebruik zonder te slijten of te breken. Daardoor is het het perfecte materiaal voor toepassingen die een hoge mate van betrouwbaarheid en duurzaamheid vereisen.

Het kan ook opnieuw geslepen en gepolijst worden, waardoor een afdichting gedurende zijn levensduur meerdere keren gereviseerd kan worden. Het wordt over het algemeen meer mechanisch gebruikt, bijvoorbeeld in mechanische afdichtingen, vanwege de goede chemische corrosiebestendigheid, hoge sterkte, hoge hardheid, goede slijtvastheid, lage wrijvingscoëfficiënt en hoge temperatuurbestendigheid.

Bij gebruik als afdichtingsvlak voor mechanische afdichtingen resulteert siliciumcarbide in betere prestaties, een langere levensduur van de afdichting, lagere onderhoudskosten en lagere bedrijfskosten voor roterende apparatuur zoals turbines, compressoren en centrifugaalpompen. Siliciumcarbide kan verschillende eigenschappen hebben, afhankelijk van de productiemethode. Reactiegebonden siliciumcarbide wordt gevormd door siliciumcarbidedeeltjes aan elkaar te binden via een reactieproces.

Dit proces heeft geen significante invloed op de meeste fysische en thermische eigenschappen van het materiaal, maar het beperkt wel de chemische bestendigheid ervan. De meest voorkomende chemicaliën die problemen veroorzaken zijn bijtende stoffen (en andere chemicaliën met een hoge pH-waarde) en sterke zuren. Daarom mag reactiegebonden siliciumcarbide niet voor deze toepassingen worden gebruikt.

Reactiegesinterd geïnfiltreerdSiliciumcarbide. Bij dit materiaal worden de poriën van het oorspronkelijke SiC-materiaal tijdens het infiltratieproces gevuld door het wegbranden van metallisch silicium, waardoor secundair SiC ontstaat en het materiaal uitzonderlijke mechanische eigenschappen verkrijgt en slijtvast wordt. Door de minimale krimp kan het worden gebruikt bij de productie van grote en complexe onderdelen met nauwe toleranties. Het siliciumgehalte beperkt echter de maximale bedrijfstemperatuur tot 1350 °C en de chemische bestendigheid is beperkt tot een pH-waarde van ongeveer 10. Het materiaal wordt niet aanbevolen voor gebruik in agressieve alkalische omgevingen.

GesinterdSiliciumcarbide wordt verkregen door een voorgecomprimeerd, zeer fijn siliciumcarbidegranulaat te sinteren bij een temperatuur van 2000 °C, waardoor sterke bindingen tussen de korrels van het materiaal ontstaan.
Eerst wordt het kristalrooster dikker, vervolgens neemt de porositeit af en ten slotte sinteren de bindingen tussen de korrels. Tijdens dit proces treedt een aanzienlijke krimp van het product op – met ongeveer 20%.
SSIC-afdichtingsring Het is bestand tegen alle chemicaliën. Omdat er geen metallisch silicium in de structuur aanwezig is, kan het bij temperaturen tot 1600 °C worden gebruikt zonder dat de sterkte wordt aangetast.