Hei, Jack, l\u00f6\u00f6me tagasi LA-s, kus suurim unistus v\u00f5ib olla j\u00e4rgmine kassahittide stsenaarium, kuid siin, materjalitehnika kirevas maailmas, on r\u00e4nikarbiidist torud t\u00f5elised t\u00e4hed. Ma olen juba 42 aastat tegelenud keraamikaga - alustasin Pittsburghi terasetehases, jahtisin korrosiooni \u00f5udusunen\u00e4gusid keemiatehastes Houstonis ja n\u00fc\u00fcd n\u00f5ustan k\u00f5ike alates tuumaseadmetest kuni p\u00e4ikeseparkideni. SiC-torud? Need on need k\u00f5vad jupid, mis ilmnevad siis, kui k\u00f5ik muu sulab, praguneb v\u00f5i laguneb. Ma olen n\u00e4inud, kuidas nad muudavad katastroofiohtlikud protsessid t\u00f6\u00f6kindlaks. Selles artiklis esitan selle toorelt: mis nad on, kuidas neid sepistatakse, kus nad domineerivad ja mida ma olen k\u00f5vasti \u00f5ppinud. Me tabame umbes 800 s\u00f5na, ei mingit jama, vaid lihtsalt kauplemisjuttu.<\/p>\n
<\/p>\n
V\u00f5tame p\u00f5hit\u00f5ed maha. R\u00e4nikarbiid on s\u00fcnteetiline keraamiline materjal, mis on s\u00fcndinud r\u00e4ni ja s\u00fcsiniku sulatamisel k\u00f5rgel temperatuuril. Torude puhul r\u00e4\u00e4gime k\u00f5rge puhtusastmega preparaatidest - alfa- v\u00f5i beeta-SiC-kristallid, mis on pakitud tihedalt nagu teemant. Need \u00f5\u00f5nsad silindrid varieeruvad labori sondide jaoks m\u00f5eldud 5 mm pikkustest pliiatsipeenikest kuni 250 mm pikkuste, 4 meetri v\u00f5i pikemate t\u00f6\u00f6stuskanalite jaoks m\u00f5eldud lihakate koletisteni. Tihedus on 3,1-3,2 g\/cm\u00b3, kergem kui teras, kuid soojusjuhtivus (100-150 W\/m-K) t\u00f5mbab soojust nagu proff. Nad hoiavad kuju kuni 2700 \u00b0C sublimatsioonipunktini, v\u00f5itlevad oks\u00fcdeerumise vastu kuni 1600 \u00b0C ja on hambad, leelised ja sulatatud metallid. K\u00f5vadus? 9,5 Mohs - kulumise suurim vaenlane. Minu sissejuhatus nendega oli 85. aastal s\u00f6ekaasutaja juures: sulamist torud olid kuude jooksul \u0160veitsi juustu; SiC torud t\u00f6\u00f6tasid kolm aastat j\u00e4rjest.<\/p>\n
SiC-torude sepistamine on nagu m\u00f5\u00f5ga valmistamine p\u00f5rgutulest. Toores SiC-pulber saadakse Achesoni protsessis - r\u00e4niliiva ja koksi, mis paisatakse 2400 \u00b0C juures elektriahjudes. Me segame sideaineid, pressime v\u00f5i isostaatiliselt pressime rohelise toru, seej\u00e4rel paagutame inertgaasiga ahjudes 2000-2300 \u00b0C juures. Ei mingit sulatamist - ainult difusioonisidumine, mis loob monoliitse struktuuri. Reaktsioonisidemetega (odavamad, kuid vaba r\u00e4ni sisaldavate) kvaliteediklasside puhul leotatakse s\u00fcsiniku eelvormi r\u00e4niga. Ma olen higistanud Tennessee'st Taiwanini ulatuvates rajatistes, kus CVD (keemiline aurustamine) lisab \u00fclipuhtaid katteid pooljuhtide puhtuse saavutamiseks. P\u00e4rast paagutamist lihvivad teemandit\u00f6\u00f6riistad ID-d mikroni tolerantsi-0,02 mm sirguse v\u00f5i purunemiseni. Roostevabast v\u00f5i komposiitmaterjalist \u00fcmbrised kaitsevad habrast v\u00e4liskesta.<\/p>\n
T\u00fc\u00fcbid varieeruvad nagu t\u00f6\u00f6riistad mehaaniku karbis. Sinteritud alfa-SiC-torud on tihedad kuningad puhaste, k\u00f5rgsurveliste kontsertide jaoks. Nitriidiga seotud (NSiC) lisavad r\u00e4ninitriidi l\u00f6\u00f6gikindluseks, mis on ideaalne valukodades. Oksiidiga seotud (OSiC) v\u00e4hendavad kulusid keskmise temperatuuriga t\u00f6\u00f6de puhul. \u00dcmberkristalliseeritud (RSiC) toovad filtrite v\u00f5i gaasi difusiooni jaoks poorsust. Suletud termopaaride mantlid, spiraalsete soonetega kiirgusk\u00fcttekehad v\u00f5i ribidega soojusvahetid - kohandatud on m\u00e4ngu nimi. \u00dche Ohio osariigis asuva klaasitehase jaoks l\u00e4biviidud ahju uuendamisel kasutasime \u00e4\u00e4ristatud NSiC-torusid; need talusid 1400 \u00b0C temperatuurik\u00f5ikumisi ilma vingumisega.<\/p>\n
Kus nad seda purustavad? K\u00f5rge kuumusega p\u00f5rguaugud. Naftakeemiat\u00f6\u00f6stuses vahetavad SiC-torud v\u00e4\u00e4velhappe krakkimisseadmetes v\u00f5i et\u00fcleeniahjudes soojust, mis kestab Incoloy't 5x kauem. Metallurgia armastab neid alumiiniumisulatuste sukelduskuumutajatena - ei mingit r\u00e4bu saastumist. Elektrijaamad kasutavad neid kateldes \u00fclekuumutatud auruteedeks. Poolkeraamikatootjad: difusioonitorud vahvlite dopinguks 1200 \u00b0C juures, null lisandite sisaldus. P\u00e4ikeseenergia: vastuv\u00f5tutorud CSP-tornides, kus leotatakse 1000 \u00b0C kuumusega voolu. Isegi toiduainete t\u00f6\u00f6tlemise-steriliseerimisahjud, kus h\u00fcgieen on kuningas. \u00dcks tipphetk minu elulookirjeldusest: tuumak\u00fctuse t\u00f6\u00f6tlemise tehas Idahos. Sulamtorud eba\u00f5nnestusid kiirguse ja halogeniidide t\u00f5ttu; SiC pidas vastu k\u00fcmme aastat, v\u00e4hendades suurel m\u00e4\u00e4ral kiirgusj\u00e4\u00e4tmeid.<\/p>\n
Eelis konkurentide ees? Metallid korrodeeruvad ja korrodeeruvad \u00fcle 1000 \u00b0C; SiC \u00f5itseb. Alumiiniumoksiid on odav, kuid l\u00f6\u00f6kide korral rabe; tsirkooniumoksiid laguneb. SiC madal paisumine (4 x 10^-6\/K) t\u00e4hendab, et ei teki termilist v\u00e4simust. Pool terase kaalu lihtsustab paigaldamist ja ringlussev\u00f5etavus sobib keskkonnan\u00f5uetele. Muidugi, rabe K1c umbes 4 MPa-m^{1\/2}- seega ei ole haamreid. Maksumus: $200-2000 eurot toru kohta, kuid tasub end tagasi kuude jooksul t\u00f6\u00f6aja kaudu. Tsemendip\u00f5letusahju konsultatsioonis tasus SiC end \u00e4ra nelja kuuga ainu\u00fcksi k\u00fctuse kokkuhoiu kaudu.<\/p>\n
Nende \u00f5ige valimine: Maksimaalne temperatuur, atmosf\u00e4\u00e4r (oks\u00fcdeeriv vajab katteid), voolukiirused. Vaakumi puhul tihedad paagutatud; abrasiivsed, paksemad seinad. P\u00f6\u00f6rduge Saint-Gobaini v\u00f5i Morgani poole sertifikaatide saamiseks - ASTM C1674 v\u00f5i mitte. Katseproovid: termots\u00fckkel oma ahjus. Paigaldage ettevaatlikult - kummist kinnitused neelavad vibratsiooni, keerake \u00e4\u00e4rikuid ettevaatlikult. Hooldus? Ultraheli kontrollib pragude olemasolu kord kvartalis; puhastage pehmete harjadega, mitte abrasiivsete vahenditega. Hoida lamedalt, kuivalt - niiskus on vaikne tapja.<\/p>\n
Tulevik on kuum. 3D-tr\u00fckitud SiC kohandatud poorsusega katal\u00fc\u00fctiliste reaktorite jaoks. Grafeeni seguga nanokomposiidid elektriakude juhtivuse tagamiseks. Bios\u00fcsinikuallikad v\u00e4hendavad s\u00fcsiniku jalaj\u00e4lge. Vesinikumajandus? SiC-torud reformerites hakkavad \u00f5itsema, t\u00f6\u00f6tades 900 \u00b0C puhta H2-ga ilma hapnemiseta.<\/p>\n
Pakkimine, Jack: r\u00e4nikarbiidtorud ei ole silmatorkavad - need on vaikivad kaitsjad, kes hoiavad t\u00f6\u00f6stusharusid sulamise eest. Nad on muutnud minu \u201cno-go\u201d projektid roheliseks, s\u00e4\u00e4stes seejuures miljoneid. Kui te vaatate LA tehnoloogiakeskustes v\u00f5i mujal \u00e4\u00e4rmuslikesse tingimustesse, on need torud teie \u00e4ss. Nad kestavad kauem kui hype ja t\u00e4idavad oma \u00fclesandeid. Kas vajate n\u00f5u seadistuse kohta? Laske \u00fcksikasjad maha - mul on halvemast halvemast armid.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon Carbide Tube: The Indestructible Pipes That Conquer Heat, Corrosion, and Industrial Mayhem Hey Jack, kicking back in LA where the biggest pipe dream might be the next blockbuster script, but over here in the gritty world of materials engineering, silicon carbide tube are the real stars. I’ve been wrestling with ceramics for 42 years […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[2],"tags":[],"class_list":["post-42","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-news"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/lobadesignco.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/42","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/lobadesignco.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/lobadesignco.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/lobadesignco.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/lobadesignco.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=42"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/lobadesignco.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/42\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":44,"href":"https:\/\/lobadesignco.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/42\/revisions\/44"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/lobadesignco.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=42"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/lobadesignco.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=42"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/lobadesignco.com\/et\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=42"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}