SiC-Keramik

Siliziumkarbid (SiC): Hochmoderne Anwendungen und Leistungsanalyse eines Hochleistungsmaterials
Siliziumkarbid (SiC) ist eine Verbindung, die aufgrund ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften in verschiedenen Branchen große Aufmerksamkeit erlangt hat. Dank seiner mechanischen Leistung bei hohen Temperaturen, seiner hervorragenden Wärmeleitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit wird SiC in Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt, der Kernenergie, der mechanischen Abdichtung und der Energiebranche zu einem wichtigen Material.

Hauptanwendungsbereiche von Siliziumkarbid

1. Luft-und Raumfahrt Siliziumkarbid spielt in der Luft- und Raumfahrt eine wichtige Rolle, insbesondere bei der Herstellung von Strukturkomponenten für Flugzeuge. Typische Anwendungen sind Turbinenschaufeln, Bremsscheiben, Turbinenlager, Düsen, Hitzeschilde, Nasenkegel und Vorderkanten von Tragflächen.

• Anwendungen: Strukturkomponenten von Flugzeugen (z. B. Rotorblätter, Bremsscheiben, Turbinenlager, Düsen, Hitzeschilde, Nasenkegel und Flügelvorderkanten)
• Key Performance: Mechanische Leistung bei hohen Temperaturen, Schlagfestigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Zentrifugalkräfte, Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen und Verschleißfestigkeit. SiC kann bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb erheblichen Aufprallkräften und Zentrifugalkräften standhalten und ist daher ideal für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt.

2. Kernenergie Im Bereich der Kernenergie zeigt Siliziumkarbid herausragende Leistungen, insbesondere bei der Konstruktion von Fusionsreaktoren.

• Anwendungen: Fusionsreaktoren, Kühlwände in Gasturbinen
• Key Performance: Geringe Aktivierung, hohe Temperaturbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit und hohe Toleranz gegenüber Neutronen- und Schwerionenstrahlung. Im Vergleich zu herkömmlichen Legierungen auf Eisen-Nickel-Basis reduziert der niedrige Aktivierungsgrad von SiC den radioaktiven Abfall erheblich und erhöht so die Sicherheit nuklearer Systeme.

3. Mechanische Abdichtung Siliziumkarbid ist auch bei der mechanischen Abdichtung äußerst vorteilhaft, insbesondere in Umgebungen, in denen eine hohe Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist.

• Anwendungen: Pumpenwellen und -lager, Düsen, Ventile, Mahlkörper, Papierverarbeitungskomponenten
• Key Performance: Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Wärmeschockbeständigkeit, hoher Elastizitätsmodul und niedriger Reibungskoeffizient. SiC ersetzt nicht nur herkömmliche metallische Werkstoffe, sondern weist auch in extremen Umgebungen eine hervorragende Dichtungsleistung auf.

4. Hochtemperatur-Strukturmaterialien Aufgrund seiner hohen Temperaturbeständigkeit wird Siliziumkarbid häufig in strukturellen Hochtemperaturanwendungen eingesetzt, beispielsweise in Gasturbinen, Wärmetauschern und Anlagen zur Herstellung von Halbleitern.

• Anwendungen: Gasturbinenkomponenten, Heizelemente, Halbleitervorrichtungen, Hochtemperatur-Testvorrichtungen, Stahlveredelungskomponenten, Aluminiumgusskomponenten
• Key Performance: Hohe Temperaturbeständigkeit (bis zu 2000 °C und mehr), Oxidationsbeständigkeit, hohe Härte, Korrosionsbeständigkeit, niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient. SiC behält seine strukturelle Stabilität bei hohen Temperaturen und ist daher in Hochtemperaturumgebungen unverzichtbar.

5. Energie Im Energiesektor wird Siliziumkarbid häufig in verschiedenen Hochtemperaturgeräten wie Wärmetauschern und Keramiklüftern verwendet.

• Anwendungen: Wärmetauscher, Keramiklüfter
• Key Performance: Hohe Wärmeleitfähigkeit, Thermoschockbeständigkeit. SiC gewährleistet eine effiziente Wärmeübertragung bei Temperaturen über 1300 °C und erhält so die Stabilität von Energiesystemen.