Anwendung von grün/schwarzem Siliziumkarbid in verschleißfesten Beschichtungen
Siliziumkarbid umfasst grünes Siliziumkarbid (Mohshärte 9,4) und schwarzes Siliziumkarbid (Mohshärte 9,15).
Analyse der Anwendung von Siliziumkarbid in verschleißfesten Beschichtungen
I. Leistungsvorteile
Ultrahohe Härte und Verschleißfestigkeit
Die Mohshärte von Siliziumkarbid beträgt über 9,0 und die Vickershärte liegt zwischen 2500 und 3000 HV, was weit höher ist als bei herkömmlichen Metallmaterialien (wie Stahl, Aluminiumlegierungen) und anderen keramischen Materialien (wie WC-Co, CrC). Seine harten und spröden Eigenschaften können den Verschleiß von Geräten in extremen Umgebungen wie hoher Belastung und Trockenreibung deutlich reduzieren.
Hervorragende Korrosionsbeständigkeit
Siliziumkarbidbeschichtungen zeigen eine stabile chemische Inertheit gegenüber starken Säuren, starken Basen und korrosiven Hochtemperaturmedien und eignen sich für korrosive Umgebungen wie chemische Geräte und Entschwefelungssysteme.
Hohe Temperaturstabilität
Siliziumkarbid hat einen Schmelzpunkt von bis zu 2700 °C und behält auch bei hohen Temperaturen eine hohe Festigkeit und Oxidationsbeständigkeit, sodass es sich für Hochtemperaturumgebungen wie Triebwerkskomponenten in der Luft- und Raumfahrt sowie metallurgische Geräte eignet.
Selbstschmierende Eigenschaften
Die Mikrostruktur von Siliziumkarbidpartikeln kann den Reibungswiderstand verringern, den Energieverbrauch der Geräte senken und die Betriebseffizienz verbessern.
2. Herstellungstechnologie
Plasmaspritzen:
Siliziumkarbidpulver wird mithilfe von Hochtemperaturplasma (über 15.000 °C) geschmolzen und mit hoher Geschwindigkeit auf das Substrat gesprüht, um eine dichte und gleichmäßige Beschichtung zu bilden, die sich für die Verarbeitung von Materialien mit hohem Schmelzpunkt eignet.
Hochenergetische Flammenspritzung (HVOF):
Siliziumkarbidpulver wird mittels Überschallluftstrom auf die Metalloberfläche gesprüht und hat eine starke Bindungskraft, die sich zur Herstellung schlagfester Beschichtungen eignet.
Kaltspritzen:
Das Niedertemperaturverfahren vermeidet Phasenänderungen des Materials und eignet sich zur Herstellung von Siliziumkarbidbeschichtungen auf wärmeempfindlichen Substraten.
3. Anwendungsbereiche
Energie- und Chemieindustrie
Erdöl- und Erdgasanlagen: Zum Schutz von Rohrleitungen, Ventilen und anderen Komponenten vor hohen Temperaturen und Korrosion. Entschwefelungssystem: Hochmolekulares Schutzmittel aus Siliziumkarbid kann Korrosion und Verschleiß an Entschwefelungstürmen reparieren und die Lebensdauer der Anlage um mehr als 10 Jahre verlängern.
Bergbau und Metallurgie
Die Innenauskleidung von Bergbaumaschinen und Mineralverarbeitungsanlagen wird mit Siliziumkarbid beschichtet, um der Erosion durch hochkonzentrierte staubhaltige Gase und Materialien zu widerstehen. Luft- und Raumfahrt
Wichtige Komponenten wie Turbinenschaufeln und Motorteile nutzen die hohe Temperaturbeständigkeit und die selbstschmierenden Eigenschaften von Siliziumkarbidbeschichtungen. Maschinenbau
Werkzeuge und Lager werden mit Siliziumkarbid beschichtet, um die Verschleißfestigkeit zu verbessern und die Wartungskosten zu senken.
4. Technische Optimierungsrichtung:
Die Bruchzähigkeit, Schlagzähigkeit und Oxidationsbeständigkeit von Siliziumkarbidbeschichtungen lassen sich durch Nanokomposite, Faserverstärkung oder Oberflächenmodifizierung (z. B. physikalische Gasphasenabscheidung) weiter verbessern. Beispielsweise können Mikro-Nano-Kompositstrukturen die Rissausbreitung reduzieren, während eine Kohlenstofffaserverstärkung die Schlagzähigkeit verbessern kann.
Der obige Inhalt fasst die Kerneigenschaften, den Herstellungsprozess und die branchenübergreifenden Anwendungen von verschleißfesten Siliziumkarbidbeschichtungen zusammen und demonstriert ihre breite Anwendbarkeit und ihr technisches Potenzial im Bereich des industriellen Schutzes.