КОМПОЗИЦИОННАЯ КЕРАМИКА РСНК-КО – реакционно-спеченный нитрид кремния – композит
Высокотехнологичный композиционный керамический материал устойчивый к термоударам – РСНК-КО –
реакционно-спеченный нитрид кремния – композит.
РСНК-КО изготовлен по технологии горячего литья заготовки с последующим реакционным спеканием
керамической массы. Матрица из нитрида кремния обеспечивает низкую усадку при спекании,
высокие диэлектрические свойства и химическую инертность материала к расплавам металлов,
солей, кислот до 1300°С. Максимальная рабочая температура до 1400°С.
Крупнокристаллические включения придают материалу уникальную термостойкость: крупногабаритные
изделия с толщиной стенки 3...5мм выдерживают более 10 термоударов с температуры 1200°С
при закалке в воду (керамика из оксидов алюминия, циркония и других материалов разрушается
после однократного испытания).
Технология РСНК-КО позволяет в сравнительно широких пределах регулировать пористость, плотность
керамики и внедрять в матрицу равномерно распределенные композиционные добавки, в частности,
крупнокристаллические оксиды металлов, теплопроводные ферросилициды, каталитически активные
дисперсные включения никеля, платины, и др.
Применение материала основано на хорошей формуемости изделий, отсутствии усадки при спекании
в сочетании с химической- и термо- стойкостью. Благодаря безусадочной технологии готовое
изделие не требует дополнительной обработки и может включать резьбы, фланцы, поверхности под
уплотняемые прокладки и другие элементы с высокой точностью размеров.
В настоящее время освоено производство небольшими партиями тиглей для плавки металлов
(латунь, бронза, золото, цинк свинец и др.), закладных деталей печей, форсунок, изоляторов
и др. Подготовлены предложения по изготовлению пористых пластин для рассекателей газовых
горелок, излучателей газовых теплогенераторов, каталитических горелок с активными включениями
металлов и другого теплотехнического оборудования.
Изделия из РСНК-КО – реакционно-спеченный нитрид кремния – композит характеризуют:
- повышенная стойкость в окислительных и нейтральных средах до 1400°С
- высокие механические свойства при температурах до 1350°С
- стойкость к расплавам металлов Al, Mg, Zn, Pb, Au, Ag, Cu и их сплавам
- увеличенный по сравнению с графитовыми тиглями в несколько раз ресурс
- изделия с толщиной стенки 3...5мм выдерживают 10 термических ударов с температуры
1200°С при закалке в воду.
Изделия из РСНК-КО прошли апробацию на ювелирных заводах ООО МЭЮЗ и ЗАОО "Победа", а также
фирме по производству литейного оборудования ООО "Я сам". Ведутся мелкосерийные поставки
муфелей для индукционных печей на ЗАОО "Победа".
Свойства и опыт применения композиционной керамики
Разработанная композиционная керамика РСНК-КО обладает следующими сравнительными
характеристиками:
параметр | горячепрессованный Si3N4 (производство НПО Композит) | РСНК-КО |
плотность (г/см-3) | 3,18 | 2,76 |
модуль Юнга (ГПа) | 285 | регулируемый 250±30 |
прочность при изгибе (МПа) | 675 | максимальная 185±10 |
твердость (ГПа) | 16 | 16 |
термический коэффициент расширения (x10-6/°C) | 3,2 | регулируемый 1,8...5,4 |
теплопроводность (Вт/м·K) | 25 | 12±10 |
максимальная рабочая температура (°C) | 1350 | 1350 |
|
Уступая по некоторым параметрам керамике горячепрессованного Si3N4,
РСНК-КО имеет преимущество в способе формования, и, следовательно, в себестоимости производства
изделий.
По РСНК-КО имеются лабораторные данные на истираемость в условиях трения в паре с абразивными
материалами. Данные были получены при контролируемой силе прижима абразивных материалов
(шкурки различных марок, шлифовальных и заточных абразивных камней). Сравнительные данные
показывают, что на истираемость керамики не уступает, а в паре с некоторыми абразивными
материалами – превосходит алунд (керамика с высоким содержанием оксида алюминия в корундовой
модификации), другие керамические материалы.
Материал хорошо режется алмазными дисками и возможно получение колец с полированной
торцевой поверхностью из трубных заготовок.
|