Hakemus
Piikarbidikeraamitpalvelevat kriittisiä rooleja teollisuusuunien toiminnassa useilla eri aloilla. Ensisijainen sovellus on piikarbidipolttimen suuttimet, joita käytetään laajalti korkean lämpötilan polttojärjestelmissä metallurgisessa prosessoinnissa, lasinvalmistuksessa ja keraamisten esineiden poltossa niiden rakenteellisen vakauden vuoksi äärimmäisissä lämpötiloissa. Toinen keskeinen käyttötarkoitus on piikarbidirullat, jotka toimivat tuki- ja kuljetuskomponentteina jatkuvatoimisessa uuneissa, erityisesti edistyneiden keramiikkojen, elektronisten komponenttien ja tarkkuuslasin sintrauksessa. Lisäksi piikarbidikeramiikkaa käytetään rakenneosina, kuten palkkeina, kiskoina ja asettimina uuniuuneissa, joissa ne kestävät pitkäaikaista altistumista aggressiivisille ilmakehille ja mekaaniselle rasitukselle. Niiden integrointi lämmönvaihtimiin hukkalämmön talteenottojärjestelmissä korostaa entisestään niiden monipuolisuutta uuniin liittyvässä lämmönhallinnassa. Nämä sovellukset korostavat piikarbidin sopeutumiskykyä erilaisiin käyttövaatimuksiin teollisissa lämmitysteknologioissa.
Tärkeimpiä teollisuusuunien sovelluksia ovat:
1.Piikarbidipolttimen suuttimet
4.Piikarbidista valmistettu säteilyputki
Tekniset edut
1. Poikkeuksellinen terminen stabiilius
- Sulamispiste: 2 730 °C (kestoi erittäin korkeita lämpötiloja)
- Hapettumiskestävyys jopa 1 600 °C:ssa ilmassa (estää hajoamisen oksidatiivisissa ilmakehissä)
2. Erinomainen lämmönjohtavuus
- 150 W/(m·K) lämmönjohtavuus huoneenlämmössä (mahdollistaa nopean lämmönsiirron ja tasaisen lämpötilan jakautumisen)
- Vähentää energiankulutusta 20–30 % perinteisiin tulenkestäviin materiaaleihin verrattuna.
3. Vertaansa vailla oleva lämpöshokin kestävyys
- Kestää yli 500 °C/s nopeita lämpötilanvaihteluita (ihanteellinen syklisiin lämmitys-/jäähdytysprosesseihin).
- Säilyttää rakenteellisen eheyden lämpövaihteluissa (estää halkeilua ja muodonmuutoksia).
4. Korkea mekaaninen lujuus korotetuissa lämpötiloissa
- Säilyttää 90 % huoneenlämmössä vallitsevasta lujuudestaan 1 400 °C:ssa (kriittinen tekijä kantaville uunin osille).
- Mohsin kovuus 9,5 (kestää hankaavien materiaalien aiheuttamaa kulumista uuniympäristöissä).
| Kiinteistö | Piikarbidi (SiC) | Alumiinioksidi (Al₂O₃) | Tulenkestävät metallit (esim. Ni-pohjaiset seokset) | Perinteiset tulenkestävät materiaalit (esim. tulenkestävä tiili) |
| Maks. lämpötila | Jopa 1600°C+ | 1500 °C | 1200 °C (pehmenee yli) | 1400–1600 °C (vaihtelee) |
| Lämmönjohtavuus | Korkea (120–200 W/m·K) | Matala (~30 W/m·K) | Kohtalainen (~15–50 W/m·K) | Hyvin matala (<2 W/m·K) |
| Lämpöshokin kestävyys | Erinomainen | Huono tai kohtalainen | Kohtalainen (sitkeys auttaa) | Huono (halkeamat nopean ΔT:n aikana) |
| Mekaaninen lujuus | Säilyttää lujuuden korkeissa lämpötiloissa | Hajoaa yli 1200 °C:ssa | Heikentyy korkeissa lämpötiloissa | Matala (hauras, huokoinen) |
| Korroosionkestävyys | Kestää happoja, emäksiä, sulaa metallia/kuonaa | Kohtalainen (vahvojen happojen/emästen hyökkäys) | Altis hapettumiselle/sulfidoitumiselle korkeissa lämpötiloissa | Hajoaa syövyttävissä ilmakehissä |
| Elinikä | Pitkä (kulutus-/hapettumiskestävä) | Kohtalainen (halkeamat lämpösyklien aikana) | Lyhyt (hapettuu/hiipuu) | Lyhyt (lohkeileminen, eroosio) |
| Energiatehokkuus | Korkea (nopea lämmönsiirto) | Matala (huono lämmönjohtavuus) | Kohtalainen (johtava, mutta hapettuu) | Hyvin matala (eristävä) |
Teollisuustapaus
Johtava metallurginen jalostusyritys saavutti merkittäviä toiminnan parannuksia integroituaan piikarbidi (SiC) -keraamit korkean lämpötilan uunijärjestelmiinsä. Korvaamalla perinteiset alumiinioksidikomponentitpiikarbidipolttimen suuttimet, yritys raportoi:
✅ 40 % pienemmät vuosittaiset ylläpitokustannukset komponenttien vähentyneen kulumisen ansiosta yli 1500 °C:n ympäristöissä.
✅ 20 %:n kasvu tuotannon käyttöajassa piikarbidin kestävyyden ansiosta lämpöshokkeja ja sulan kuonan aiheuttamaa korroosiota vastaan.
✅ Yhdenmukaisuus ISO 50001 -energianhallintastandardien kanssa, hyödyntäen piikarbidin korkeaa lämmönjohtavuutta polttoainetehokkuuden optimoimiseksi 15–20 %.
Julkaisun aika: 21.3.2025