耐摩耗コーティングにおける緑/黒シリコンカーバイドの応用
炭化ケイ素には、緑色炭化ケイ素(モース硬度9.4)と黒色炭化ケイ素(モース硬度9.15)が含まれます。
耐摩耗コーティングにおける炭化ケイ素の応用の分析
I. 性能上の利点
超高硬度と耐摩耗性
シリコンカーバイドのモース硬度は9.0以上、ビッカース硬度は2500〜3000 HVで、従来の金属材料(鋼、アルミニウム合金など)や他のセラミック材料(WC-Co、CrCなど)よりもはるかに高くなっています。 その硬くて脆い特性により、高負荷や乾燥摩擦などの極端な環境下での機器の摩耗率を大幅に低減できます。
優れた耐食性
シリコンカーバイドコーティングは、強酸、強アルカリ、高温腐食性媒体に対して安定した化学的不活性を示し、化学装置や脱硫システムなどの腐食環境に適しています。
高温安定性
シリコンカーバイドの融点は最高2700℃で、高温でも高い強度と耐酸化性を維持するため、航空宇宙エンジン部品や冶金装置などの高温シーンに適しています。
自己潤滑特性
炭化ケイ素粒子の微細構造により、摩擦抵抗が低減し、設備のエネルギー消費が削減され、運転効率が向上します。
2. 製造技術
プラズマ溶射
15,000℃以上の高温プラズマを使用してシリコンカーバイド粉末を溶融し、高速で基板に噴射して緻密で均一なコーティングを形成します。高融点材料の加工に適しています。
高エネルギー燃焼炎溶射(HVOF)
超音速気流を介してシリコンカーバイド粉末を金属表面に噴射します。強力な結合力があり、耐衝撃コーティングの製造に適しています。
コールドスプレー
低温プロセスは材料の相変化を回避し、熱に敏感な基板上のシリコンカーバイドコーティングの製造に適しています。
3. 応用分野
エネルギーおよび化学産業
石油および天然ガス機器:パイプライン、バルブ、その他の部品の高温および腐食保護に使用されます。。脱硫システム:高分子量の炭化ケイ素保護剤は、脱硫塔の腐食と摩耗を修復し、機器の寿命を10年以上延ばすことができます。。
鉱業および冶金
鉱山機械および鉱物処理機器の内面ライニングには、高濃度の粉塵含有ガスおよび材料の侵食に耐えるために炭化ケイ素コーティングが採用されています。。航空宇宙
タービンブレードやエンジン部品などの主要部品は、炭化ケイ素コーティングの高温安定性と自己潤滑特性を利用しています。機械製造
工具とベアリングは耐摩耗性を向上させ、メンテナンスコストを削減するために炭化ケイ素でコーティングされています。
4. 技術最適化の方向性
ナノ複合材、繊維強化材、または表面コーティング改質(物理蒸着法など)により、シリコンカーバイドコーティングの破壊靭性、耐衝撃性、耐酸化性をさらに向上させます。例えば、マイクロナノ複合構造は亀裂伝播を抑制し、炭素繊維強化材は耐衝撃性を向上させます。
上記の内容は、シリコンカーバイド耐摩耗コーティングの核となる特性、製造プロセス、および多業種への応用をまとめたものであり、産業保護の分野におけるその幅広い応用性と技術的可能性を示しています。