Search

Silikonizacja

Infiltracja ciekłym krzemem jest ważnym procesem w produkcji nowoczesnych kompozytów na osnowie ceramicznej wzmocnionych włóknem węglowym. Kompozyty te mają doskonałe właściwości materiałowe, takie jak wysoka stabilność termiczna, wysoka przewodność cieplna, niska gęstość i wysoka odporność na ścieranie.
Ze względu na swoje właściwości, kompozyty C/C - SiC są zatem materiałem z wyboru w atmosferach silnie utleniających i bardzo wysokich temperaturach. Materiał ten jest stosowany na przykład w łopatkach odrzutowych do rakiet, klockach hamulcowych do samochodów sportowych, kamizelkach kuloodpornych i osłonach nosa statków kosmicznych (ponowne wejście w atmosferę ziemską). Jednym z głównych procesów produkcji tych związków jest infiltracja ciekłym krzemem, a dokładniej infiltracja ciekłym krzemem (LSI) porowatego C/C. W porównaniu z innymi procesami, takimi jak chemiczna infiltracja oparów, LSI jest opłacalnym i szybkim procesem produkcyjnym, który można przeprowadzić w piecu próżniowym HTBL GR firmy Carbolite Gero. Podczas obróbki cieplnej w piecu, krzem topi się na porowatym materiale C/C i dyfunduje do porów materiału. Powoduje to reakcję matrycy węglowej z krzemem, który tworzy SiC i daje gęsty materiał z segmentami C/C oddzielonymi od siebie SiC. Wszechstronny dostęp do pieca HTBL jest bardzo korzystny dla tego zastosowania. Automatyczne sterowanie programowe umożliwia pracę bez nadzoru i zapewnia prawidłowe rejestrowanie danych.

HTBL 80 GR/22-1G: Piec do infiltracji ciekłego krzemu z dolnym załadunkiem o pojemności użytkowej 80 l i temperaturze do 2200°C. Dno jest rozszerzone dla pełnej dostępności.

HTBL 80 GR/22-1G: Piec do infiltracji ciekłego krzemu z dolnym załadunkiem o pojemności użytkowej 80 l i temperaturze do 2200°C. Dno jest rozszerzone dla pełnej dostępności.

A plant for Pyrolysis and Liquid Silicon Infiltration by Carbolite Gero

A plant to carry out both, Pyrolysis and Liquid Silicon Infiltration built by Carbolite Gero is shown on the right. The first unit is used for the pyrolysis process of carbon based material. This pyrolysis can be carried out in partial pressure mode. This means the total pressure inside the furnace is below atmospheric pressure. At the same time, inert gas is purged into the furnace.

The typical debinding temperature is between 400°C and 600°C. In this temperature range, the binder evaporates by the combination of temperature and underpressure. A defined path towards the heated gas outlet sucks the binder out of the furnace into the vacuum pump. Hence, the vacuum pump is a special fresh oil pump, capable of pumping the binder. Finally, the binder is combusted in an active afterburner, driven by compressed air and propane gas.

The second HTBL type furnace is used for Liquid Silicon Infiltration itself. The melting point of the liquid silicon is 1414°C. The furnace is designed for operation up to 2000°C. Some pictures of the carbon material before and after Liquid Silicon Infiltration carried out during the factory acceptance test are shown below.

The HTBL for Liquid Silicon Infiltration is equipped with a pre vacuum pumping unit with a roots pump on top. The furnace is three zone heated for an improved temperature distribution inside the usable space.

Both furnaces were successfully installed in the production area of our customer.

Dwa piece HTBL 80 GR/22-1G podczas instalacji u klienta. Jeden piec jest używany do procesu pirolizy. Drugi piec jest używany do procesu silikonizacji.

Dwa piece HTBL 80 GR/22-1G podczas instalacji u klienta. Jeden piec jest używany do procesu pirolizy. Drugi piec jest używany do procesu silikonizacji.

Pompa krzywkowa Rootsa

Jednostka pompowa jest używana do osiągnięcia próżni doskonałej. Specjalna pompa olejowa jest używana podczas procesu odparowania lepiszcza (debinding) przy częściowym ciśnieniu. Pompa ta jest montowana jako jednostka wspierająca pracę niezależnie.

Silikonizacja - Liczba 4

Vanes in original position before siliconization: Vanes perpendicular to the graphite rods. Graphite rods parallel to each other. The Same crucible after siliconization is shown in the next picture.

Silikonizacja - Liczba 5

Ten sam tygiel, co na poprzednim zdjęciu wykonanym po infiltracji ciekłym krzemem. Niektóre łopatki również znajdują się poza pierwotną pozycją.

Carbolite Gero Produkty & Kontakt


Carbolite Gero offers a wide range of furnaces and ovens up to 3000 °C


Nasz zespół ekspertów z przyjemnością doradzi Państwu w zakresie Państwa zastosowań oraz naszego asortymentu produktów.