Изделия из высокотемпературной керамики
Высокотемпературная керамика привлекает внимание производителей из-за их необычных свойств и широкой сферы применения в отраслях промышленности, где требуются сверхвысокие температуры.
Физические свойства и показатели твёрдости и стабильности при высоких температурах делает высокотемпературную керамику широко востребованным материалом для горячей металлообработки материалов, как в вакууме, так и без него.
Однако, их сопротивляемость к окислению вплоть до 500 °C делает их одним из главных недостатков этой группы. Контакт с воздухом может существенно повлиять на их высокотемпературные характеристики. Именно поэтому их используют в материалах, в которых они изолированы от кислорода.
Тугоплавкие материалы и высокотемпературная керамика во всем мире еще находятся в процессе изучения, но уже стали основным конструкционным материалов в ряде отраслей промышленности, таких как:
- Металлообработка
- Авиастроение
- Ракетостроение
- Атомная энергетика
- Электроника
- Химическая промышленность
Карбид кремния, за счет своего уникального сочетания физико-химических характеристик,широко используется в самых разнообразных областях, включая силовую электронику и атомную энергетику, машиностроение, металлургию, химическую и пищевую промышленность, нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие производства.
Диоксид циркония используется при получении высокоогнеупорных изделий, жаростойких эмалей, тугоплавких стекол, различных видов керамики, керамических пигментов, твердых электролитов, термозащитных покрытий, катализаторов, искусственных драгоценных камней, режущих инструментов и абразивных материалов.
В последние годы диоксид циркония начал широко применяться в волоконной оптике и производстве керамики, используемой в электронике.
Нитрид бора нашел широкое применение в сфере тяжелой и химической промышленности, ряде отраслей электроники.
Сфера применения керамики из оксида алюминия достаточно широка благодаря высокой твердости, огнеупорности и хорошим изоляционным свойствам материала. Высокотемпературная керамика из разнообразных модификаций Al2O3 востребована в самых разных отраслях нефтедобывающей и химической промышленности, электроники и ряде других областей.
Инновационная керамика на основе ZTA (комбинация Al2O3 и ZrO2) чаще всего применяется в производстве изоляторов, датчиков, поршневых втулок и компонентов насоса, компонентов системы подачи жидкости, корпусов и носителей светодиодных чипов.
Возможности применения высокотемпературной керамики в условиях технического прогресса все еще изучаются и пополняются новыми вариантами их использования.
Керамика на основе карбида кремния
Керамика на основе карбида кремния (SiC) обеспечивает изделиям высокую термостойкость и высочайшие эксплуатационные характеристики. Основные преимущества - устойчивость материала к перепадам температуры, высокая коррозионная стойкость и стабильные размеры изделия.
Керамика на основе карбида кремния получила широкое распространение в сфере автомобилестроения и авиакосмической отрасли в качестве абразивного полупроводникового конструкционного высокотемпературного материала для производства деталей двигателей и тепловых установок, а также электроники.
Области применения:
- Фурнитура и конструкционные элементы высокотемпературных печей;
- Сопла различного назначения и насадки горелок, реторты;
- Чехлы для термопар, жаропрочные трубы;
- Тигли, стаканы, гильзы различной конфигурации;
- Пары трения;
- Нагреватели;
- Элементы установок термического сжигания и т.д.
Преимущества материала:
- Высокая механическая прочность;
- Высокая твердость;
- Стойкость к термоудару;
- Высокая износостойкость в условиях абразивного изнашивания и повышенных температур;
- Стойкость к коррозии и окислению;
- Высокое сопротивление воздействию агрессивных сред;
- Высокая электропроводность;
- Низкий коэффициент термического расширения + высокая теплопроводность = высокая термостойкость, стабильность геометрических характеристик;
- Высокая химическая стойкость.
ООО «НПО «ГКМП» предлагает разнообразные детали различной конфигурации из керамики на базе карбида кремния (спеченного SSiC, реакционноспеченного SiSiC, рекристаллизованного RSiC и оксидносвязанного OSiC) по размерам заказчика.
Реакционноспеченный карбид кремния (SiSiC)
| Наименование |
Ед. изм |
Показатель |
| Температура использования | 0С |
1380 |
| Плотность | г/см3 | ≥3.02 |
| Открытая пористость | % | ≤0.1 |
| Прочность на изгиб | МПа |
250(20°С) 280 (1200°С) |
| Модуль упругости | ГПа |
300(1200°С) 330(20°С) |
| Теплопроводность | Вт/м·К | 45(1200°С) |
| Жесткость | 13 | |
| Устойчивость к кислоте и щелочи | высокая | |
Спеченный карбид кремния (SSiC)
| Наименование |
Ед. изм |
Показатель |
| Свободный кремний | % |
<0.1 |
| Карбид кремния | % | ≥99 |
| Насыпная плотность | г/см3 | 3.1-3.15 |
| Твердость по Виккерсу | НV | 2500 |
| Твердость по Роквеллу | НRA | 94 |
| Открытая пористость | % | <0.2 |
| Прочность на сжатие | МПa | >3000 |
| Прочность на изгиб | МПа | >400 |
| Модуль упругости | ГПа | 410 |
| Теплопроводность | Вт/м·К | 100-120 |
Рекристоллизованный карбид кремния (RSiC)
| Наименование |
Ед. изм |
Показатель |
| α- SiC | % |
98.5 |
| Максимальная температура эксплуатации | 0С | 1650 |
| Пористость | % | 15 |
| Насыпная плотность |
г/см3 |
2.60-2.74 |
| Прочность на сжатие | МПа | ≥600 |
| Прочность на изгиб | МПа | 90-100 |
|
Модуль Юнга |
ГПа |
240 |
| Теплопроводность |
Вт/м·К |
24 |
Оксидно-связанный карбид кремния (OSiC)
| Наименование |
Ед. изм |
Показатель |
| SiC |
% |
≥90 |
| Максимальная температура эксплуатации |
0С |
1550 |
| Открытая пористость | % | 7-8 |
| Насыпная плотность |
г/см3 |
2.75 |
| Прочность на сжатие | кг/см2 | ≥1300 |
| Прочность на разрыв при комнатной температуре | кг/см2 | ≥500 |
Нитридно-связанный карбид кремния (NSiC)
|
Наименование |
Ед.изм. |
Показатель |
|
Содержание SiC |
% |
≥75 |
|
Содержание Si3N4 |
% |
≥21 |
|
Содержание Fe2O3 |
% |
≤0,5 |
|
Максимальная температура эксплуатации |
°С |
1550 |
|
Пористость |
% |
≤15 |
|
Плотность |
г/см3 |
2,6-2,7 |
|
Прочность на сжатие |
МПа |
≥180 |
|
Прочность на изгиб(20°С) |
МПа |
≥45 |
|
Прочность на изгиб(1200°С) |
МПа |
≥50 |
|
Теплопроводность(800°С) |
Вт/м·К |
≥18 |
|
Теплопроводность(1200°С) |
Вт/м·К |
≥14 |
ООО «НПО «ГКМП» поставляет под заказ разнообразные детали различной конфигурации из керамики на базе карбида кремния (спеченного SSiC, реакционноспеченного SiSiC, рекристаллизованного RSiC, оксидно-связанного OSiC, нитридно-связанного NSiC) по размерами чертежам Заказчика.
Керамика на основе диоксида циркония
Изделия из технической керамики на основе диоксида циркония являются химически инертными (не вступают в реакцию с агрессивными веществами).
Диоксид циркония (ZrO2) обладает исключительным набором свойств, таких как:
- Высокая твердость;
- Отличная коррозионная стойкость;
- Низкая теплопроводность;
- Трещиноустойчивость;
- Сохранение прочности при высоких температурах.
Сочетание этих свойств делают керамику на диоксиде циркония незаменимой для самых различных отраслей промышленности (начиная от производства огнеупоров и заканчивая медициной).
Диоксид циркония используется при получении высокоогнеупорных изделий, жаростойких эмалей, тугоплавких стекол, различных видов керамики, керамических пигментов, твердых электролитов, термозащитных покрытий, катализаторов, режущих инструментов и абразивных материалов. В последние годы диоксид циркония начал широко применяться в волоконной оптике и производстве керамики, используемой в электронике.
Характеристики:
- Сохранение прочности при высоких температурах (температура плавления 2715 °С);
- Высокая твердость;
- Коррозионная стойкость;
- Низкая теплопроводность.
Области применения:
- Футеровки изнашиваемого оборудования;
- Подшипники;
- Мелющие тела;
- Тигли;
- Шнеки;
- Элементы клапанов и запорной арматуры;
- Ролики для проката арматуры;
- Детали для датчиков кислорода;
- Нагреватели;
- Огнеупорные изделия;
- Плунжеры;
- Керамические изоляторы.
Поставляем под заказ изделия из диоксида циркония различной конфигурации по индивидуальным чертежам Заказчика.
Основные свойства материала
| Состав |
ZrO2 95%+ Y2O3 5% |
| Плотность, г/см3 | 6.03 |
| Открытая пористость, % | 0 |
| Твердость по Виккерсу | 1150 (HV0.5) |
| Модуль упругости, ГПа | 205 |
| Прочность при изгибе, МПа | 1300 |
| Прочность при сжатии, МПа | 3000 |
| Теплопроводность при 20-100°С, Вт/мК | 2.0 |
| Термостойкость | 280 (△ T °С) |
| Коэффициент линейного термического расширения при 20-1000°С, 10-6К-1 | 10-11 |
| Объемное удельное сопротивление (20°С) | ≥1010 (Ω) |
|
Максимальная температура эксплуатации |
1000 |
Возможно использование материала с другим процентным соотношением ZrO2 + Y2O3.
По желанию Заказчика возможно применение в качестве стабилизатора оксида кальция или оксида магния.
ООО «НПО «ГКМП» поставляет под заказ изделия из диоксида циркония различной конфигурации по индивидуальным чертежам Заказчика.
Керамика на основе оксида алюминия
- Высокая твердость;
- Хорошая теплопроводность;
- Отличная коррозионная стойкость;
- Низкая плотность;
- Сохранение прочности при высоких температурах;
- Электроизоляционные свойства;
- Невысокая стоимость относительно других керамических материалов.
Основные области применения изделий из корунда (оксида алюминия):
- Футеровка изнашиваемого оборудования;
- Кольца торцовых уплотнений;
- Фильеры, проводки, направляющие;
- Подшипники;
- Мелящие тела;
- Горелки;
- Тигли;
- Элементы клапанов и запорной арматуры;
- Сопла для аппаратов аргонно-дуговой сварки;
- Электроизоляторы.
Существует несколько модификаций оксида алюминия в зависимости от содержания основной фазы и примесей, которые отличаются прочностью и химической стойкостью.
| Al2O3 | % | 60 | 75 | 80 | 85 | 92 | 95 | 99 | 99.7 |
| Плотность | г/см3 | 3.0 | 3.1 | 3.3 | 3.4 | 3.6 | 3.7 | 3.81 | 3.85 |
| Прочность при изгибе | МПа | 205 | 280 | 215.7 | 230 | 312 | 304 | 340 | 370 |
| Коэффициент линейного термического расширения |
10-6/оС (25-800оС) |
7.1 | 7.6 | 7.6 | 7.6 | 7.5 | 7.3 | 7.6 | 7.6 |
| Диэлектрическая прочность | Кв/мм | 10 | |||||||
| Удельное электрическое сопротивление |
20°С ,Ω•см 300°С,Ω•см |
>1014 >1013 |
>1014 >1013 |
>1014 >1013 |
>1014 >1013 |
>1014 >1013 |
>1014 >1012 |
>1014 >1010 |
>1014 >1010 |
| Рабочая температура | оС | 1350 | 1000 | 1250 | 1290 | 1390 | 1480 | 1600 | 1700 |
| Твердость по Моосу | 7.5 | 7.5 | 7.5 | 7.5 | 8.5 | 8.8 | 9.0 | 9.0 | |
|
Огнеупорность |
оС |
1800 | 1700 | 1800 | 1850 | 1920 | 2000 | 2030 | 2040 |
Керамика на основе ZTA
Материал ZTA – это комбинация оксида алюминия и 10-20% диоксида циркония.
Свойства ZTA:
- Дополнительная прочность и вязкость по сравнению с оксидом алюминия;
- Более низкая стоимость, чем у диоксида циркония;
- Высокая коррозионная стойкость;
- Высокая вязкость разрушения;
- Высокая прочность на изгиб.
Области применения:
- Изоляторы, датчики, поршневые втулки и компоненты насоса;
- Компоненты системы подачи жидкостей;
- Носители светодиодных чипов.
Основные характеристики материала:
| Свойства ZTA | Единица измерения | Показатели |
| ZrO2 | % | 20 |
| Al2O3+ZrO2 | % | 80 |
| Плотность | г/см3 | ≥4.00 |
| Впитывание воды | % | 0 |
| Твердость | HV(ГПа) | 1650 |
| Прочность при изгиб | МПа | 400-500 |
| Прочность на сжатие | МПа | 2800 |
| Вязкость разрушения | МПа м3/2 | 9.8 |
| Модуль упругости | ГПа | 310 |
| Максимальная температура использования | оС | 1450 |
| Температура спекания | оС | 1650 |
| Коэффициент термического расширения | X10-6/oC | 8.2 |
| Теплопроводность | В/м • К (25-300°С) | 9.8 |
ООО «НПО «ГКМП» поставляет под заказ изделия из керамики на основе ZTA по индивидуальным чертежам Заказчика.
Керамика на основе нитрида бора
Изделия из нитрида бора широко применяются в изделиях высокотемпературной техники.
Одной из важнейших характеристик нитрида бора является то, что это вещество придает любому изделию термостойкость, плотность и стабильность. Нитрид бора нашел широкое применение в сфере тяжелой и химической промышленности.
Керамика на основе нитрида бора нашла широкое применение в авиастроении и ракетной технике, в машиностроении и стекольной промышленности, в химической промышленности, энергетике и металлургии. В производстве высокотемпературной техники все чаще применяются тигли, изоляторы и электровакуумные приспособления на основе нитрида бора.
Уникальная комбинация исключительных тепловых, физических и химических характеристик керамики на основе нитрида бора делает ее идеальным материалом для решения сложных задач и достижения широкого спектра промышленных целей.
Области применения:
- Тигли, изоляторы и высокотемпературная керамика;
- Высокотемпературные смазочные материалы;
- Синтез сверхтвердых веществ;
- Электровакуумное и полупроводниковое приборостроение.
Нитрид бора: ГЕКСОГОНАЛЬНЫЙ (α) — h-BN, (белый графит, похожий на тальк порошок, имеет гексагональную графитоподобную кристаллическую структуру и обладает полупроводниковыми свойствами).
Характеристики:
- Термостойкость;
- Нетоксичность;
- Химическая инертность;
- Высокая диэлектрическая прочность;
- Низкая диэлектрическая проницаемость.
Поставляем термостойкую керамику на основе гексагонального нитрида бора (разнообразных форм и размеров, с учетом требований и пожеланий Заказчика).
Нитрид бора гексагональный горячепрессованный (BN)
| Состав | Ед. изм | BN˃99% | BN˃98% | BN+SiC+ZrO2 | BN+AlN | |
| Связующее вещество | самосвязующее | B2O3 | AlBO3 | AlBO3 | ||
| Плотность | (г/см3) | 1.9-2.0 | 2.1-2.2 | 2.3-3.0 | 2.5-2.6 | |
| Удельное сопротивление (при 25°C) | (Ω/см) | >1014 | ˃1013 | ˃1012 | ˃1014 | |
| Максимальная температура эксплуатации | Окисляющая среда | (°С) | 900 | 900 | 900 | 900 |
| Инертный газ | (°С) | 2300 | 2000 | 1700 | 2100 | |
| Высокий вакуум | (°С) | 1800 | 1800 | 1700 | 1900 | |
| Прочность на изгиб | (Мпа) | 25 | 75 | 100 | 130 | |
| Прочность на сжатие | (Мпа) | 100 | 100 | 300 | 250 | |
| Коэффициент термического расширения 25-1000°C | 10-6/K | 0-2 | 2.0 | 4.0 | 4.5 | |
| Теплопроводность | (В/мK) | 50 | 30 | 40 | 60 | |
Поставляем термостойкую керамику на основе гексагонального нитрида бора разнообразных форм и размеров с учетом требований и пожеланий заказчика.
Керамика на основе нитрида бора пиролитического (p-BN)
Изделия из нитрида бора широко применяются в изделиях высокотемпературной техники. Одной из важнейших характеристик нитрида бора является то, что это вещество придает любому изделию термостойкость, плотность и стабильность.
Керамика на основе нитрида бора нашла широкое применение в авиастроении и ракетной технике, в машиностроении и стекольной промышленности, в химической промышленности, энергетике и металлургии. В производстве высокотемпературной техники все чаще применяются тигли, изоляторы и электровакуумные приспособления на основе нитрида бора.
Уникальная комбинация исключительных тепловых, физических и химических характеристик керамики на основе нитрида бора делает ее идеальным материалом для решения сложных задач и достижения широкого спектра промышленных целей.
Пиролитический нитрид бора получается в результате газофазного химического осаждения. В сравнении с обычным соединением нитрида бора, ПНБ имеет гораздо более высокий уровень чистоты и ряд преимуществ.
Области применения:
- Высоковакуумные процессы (в качестве материала для тиглей, лодочек, труб, колб и т.д.);
- Процессы по выращиванию кристаллов (в т.ч. сложных полупроводниковых кристаллов);
- В сфере молекулярно-лучевой эпитаксии;
- Область специальной техники и электроники (производство интегральных микросхем, окон вывода СВЧ-энергии и т.д.);
- Синтез и выращивание полупроводников.
Характеристики:
- Высокая степень чистоты (˃99,99%);
- Высокая термостойкость;
- Химическая инертность;
- Высокая теплопроводность;
- Радиопрозрачность;
- Нетоксичность.
Поставляем термостойкую керамику на основе пиролитического нитрида бора (разнообразных форм и размеров, с учетом требований и пожеланий Заказчика).
Нитрид бора пиролитический (p-BN)
|
Свойство |
Ед. изм |
Значение |
|
|
Плотность |
(г/см3) |
1.95-2.20 |
|
|
Константа кристаллической решетки |
мкм |
a: 2.504x10-10 c:6.692x10-10 |
|
|
Удельное сопротивление |
(Ω/см) |
3.11x 1011 |
|
|
Предел прочности на разрыв (ab) |
(Н/мм2) |
153.86 |
|
|
Прочность на изгиб |
c |
(Н/мм2) |
243.63 |
|
ab |
(Н/мм2) |
197.76 |
|
|
Коэффициент упругости |
(Н/мм2) |
235690 |
|
|
Теплопроводность |
200 |
(Вт/м·К) |
a:60 c:2.6 |
|
900 |
(Вт/м·К) |
a:43.7 c:2.8 |
|
|
Диэлектрическая прочность (при комнатной температуре) |
(KВ/мм) |
56 |
|
ООО «НПО «ГКМП» поставляет под заказ широкий спектр термостойкой керамики на основе пиролитического нитрида бора (разнообразных форм и размеров, с учетом требований и пожеланий заказчика).
Документы
