Ứng dụng của silicon carbide xanh/đen trong lớp phủ chống mài mòn
Silic cacbua bao gồm silic cacbua xanh (Độ cứng Mohs 9,4) và silic cacbua đen (Độ cứng Mohs 9,15)
Phân tích ứng dụng của silic cacbua trong lớp phủ chống mài mòn
I. Ưu điểm về hiệu
suất Độ cứng và khả năng chống mài mòn cực cao
Độ cứng Mohs của silicon carbide lớn hơn 9,0 và giá trị độ cứng Vickers nằm trong khoảng 2500-3000 HV, cao hơn nhiều so với các vật liệu kim loại truyền thống (như thép, hợp kim nhôm) và các vật liệu gốm khác (như WC-Co, CrC). Đặc tính cứng và giòn của nó có thể làm giảm đáng kể tốc độ mài mòn của thiết bị trong các môi trường khắc nghiệt như tải trọng cao và ma sát khô.
Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời Lớp phủ
silicon carbide cho thấy tính trơ hóa học ổn định trong axit mạnh, kiềm mạnh và môi trường ăn mòn ở nhiệt độ cao, phù hợp với các môi trường ăn mòn như thiết bị hóa học và hệ thống khử lưu huỳnh.
Độ ổn định nhiệt độ cao
Silicon carbide có điểm nóng chảy lên tới 2700℃ và vẫn duy trì được độ bền và khả năng chống oxy hóa cao ở nhiệt độ cao, phù hợp với các cảnh có nhiệt độ cao như các bộ phận động cơ hàng không vũ trụ và thiết bị luyện kim.
Tính chất tự bôi trơn
Cấu trúc vi mô của các hạt silicon carbide có thể làm giảm lực cản ma sát, giảm mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị và cải thiện hiệu quả vận hành.
2. Công nghệ chế tạo
Phun plasma
Sử dụng plasma nhiệt độ cao trên 15.000℃ để làm nóng chảy bột silicon carbide và phun lên bề mặt vật liệu với tốc độ cao để tạo thành lớp phủ dày đặc và đồng đều, thích hợp cho quá trình gia công vật liệu có điểm nóng chảy cao.
Phun ngọn lửa đốt cháy năng lượng cao (HVOF)
Phun bột silicon carbide lên bề mặt kim loại thông qua luồng khí siêu thanh, có lực liên kết mạnh, thích hợp cho việc chế tạo lớp phủ chống va đập.
Phun lạnh
Quy trình nhiệt độ thấp tránh thay đổi pha vật liệu và thích hợp cho việc chế tạo lớp phủ silicon carbide trên các bề mặt nhạy nhiệt.
3. Lĩnh vực ứng dụng
Công nghiệp năng lượng và hóa chất
Thiết bị dầu khí và khí đốt tự nhiên: được sử dụng để bảo vệ đường ống, van và các thành phần khác chịu nhiệt độ cao và chống ăn mòn. Hệ thống khử lưu huỳnh: Chất bảo vệ silicon carbide có trọng lượng phân tử cao có thể sửa chữa tình trạng ăn mòn và mài mòn của tháp khử lưu huỳnh và kéo dài tuổi thọ của thiết bị hơn 10 năm.
Khai thác và luyện kim
Lớp lót bên trong của máy móc khai thác và thiết bị chế biến khoáng sản sử dụng lớp phủ silicon carbide để chống xói mòn của khí và vật liệu chứa bụi có nồng độ cao. Hàng không vũ trụ
Các thành phần chính như cánh tua bin và các bộ phận động cơ sử dụng tính ổn định ở nhiệt độ cao và các đặc tính tự bôi trơn của lớp phủ silicon carbide. Sản xuất máy móc
Các công cụ và ổ trục được phủ silicon carbide để cải thiện khả năng chống mài mòn và giảm chi phí bảo trì.
4. Hướng tối ưu hóa kỹ thuật
Cải thiện hơn nữa độ bền gãy, khả năng chống va đập và khả năng chống oxy hóa của lớp phủ silicon carbide thông qua nanocomposite, gia cố sợi hoặc cải tiến lớp phủ bề mặt (như lắng đọng hơi vật lý). Ví dụ, cấu trúc composite micro-nano có thể làm giảm sự lan truyền vết nứt, trong khi gia cố sợi carbon có thể cải thiện khả năng chống va đập.
Nội dung trên tóm tắt các đặc điểm cốt lõi, quy trình chế tạo và ứng dụng đa ngành của lớp phủ chống mài mòn silicon carbide, chứng minh khả năng ứng dụng rộng rãi và tiềm năng kỹ thuật của nó trong lĩnh vực bảo vệ công nghiệp.