أنابيب حماية من كربيد السيليكون المربوط بالنيتريد: تطبيقات أساسية للصناعات ذات درجات الحرارة العالية

Iفي البيئات الصناعية القاسية - التي تتميز بدرجات حرارة عالية، ووسائط أكالة، وتآكل المعادن المنصهرة - تعتبر الحماية الموثوقة للمعدات أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على كفاءة الإنتاج وجودة المنتج.أنابيب الحماية المصنوعة من كربيد السيليكون المرتبط بالنيتريد (NBSiC)، وهي مادة مركبة عالية الأداء تتكون من 70-80% من كربيد السيليكون (SiC) و20-30% من نتريد السيليكون (Si₃N₄)، وتتميز بخصائص استثنائية: مقاومة عالية لدرجات الحرارة تصل إلى 1450 درجة مئوية (1650-1750 درجة مئوية في أجواء محددة)، ومقاومة فائقة للتآكل/التآكل، واستقرار ممتاز للصدمات الحرارية، وموصلية حرارية عالية.فيما يلي تطبيقاتها الأساسية، مع تسليط الضوء على كيفية حلها لنقاط الضعف الرئيسية للمصنعين العالميين.

1. حماية المزدوجة الحرارية: مراقبة دقيقة لدرجة الحرارة في الظروف القاسية

يُعدّ التحكم في درجة الحرارة أساسيًا لجودة وسلامة الصناعة، وتُعتبر المزدوجات الحرارية الأدوات الرئيسية لقياس درجة الحرارة. مع ذلك، في الأفران ذات درجات الحرارة العالية، ومصاهر المعادن غير الحديدية، ومعدات المعالجة الحرارية، تتعرض المزدوجات الحرارية غير المحمية للتلف بسهولة بسبب الأكسدة أو التآكل أو تآكل المعدن المنصهر، مما يؤدي إلى قراءات غير دقيقة، وتوقفات غير مخطط لها، وتكاليف صيانة باهظة.تم تصميم أنابيب الحماية NBsiC لحماية المزدوجات الحرارية، مما يجعلها الخيار الأفضل لسيناريوهات مراقبة درجات الحرارة القصوى.

يضمن معامل التمدد الحراري المنخفض (4.4 × 10⁻⁶/درجة مئوية) والمسامية المنخفضة (<1%) ثبات الأبعاد ويمنعان التآكل الناتج عن الغازات الحمضية/القلوية والمعادن المنصهرة. وبفضل صلابتها التي تبلغ حوالي 9 على مقياس موس، فإنها تقاوم التآكل الناتج عن الجسيمات.تشمل التطبيقات الرئيسية أفران صناعة الصلب، وأفران صهر الألومنيوم، وأفران السيراميك، حيث تعمل أنابيب NBSiC على إطالة عمر المزدوجات الحرارية بمقدار 3 أضعاف أو أكثر مقارنة بالبدائل التقليدية.

2. صهر وصب المعادن غير الحديدية: حماية العمليات الحرجة

تواجه صناعات صهر/صب الألومنيوم والنحاس والزنك تحديات كبيرة: مخاطر تآكل المعادن المنصهرة والتلوث.تؤدي أنابيب الحماية NBsiC دورين أساسيين هنا، حيث تقدم حلولاً مصممة خصيصاً.

أ. أنابيب ذات نهايات مغلقة لحماية عنصر التسخين

في أفران صهر الألومنيوم، تعتبر عناصر التسخين المصنوعة من كربيد السيليكون ضرورية ولكنها عرضة للتآكل الناتج عن الألومنيوم المنصهر.تعمل أنابيب NBSiC ذات النهايات المغلقة كحاجز، حيث تعزل عناصر التسخين عن المعدن المنصهر لإطالة عمرها وتجنب التلوث.تضمن موصليتها الحرارية العالية نقلًا فعالًا للحرارة، مما يقلل من استهلاك الطاقة. ويمكن تخصيص قطرها (حتى 600 مم) وطولها (حتى 3000 مم)، مما يجعلها قابلة للتكيف مع تصميمات الأفران المختلفة.

ب. رافعات صب عجلات الألمنيوم

تُسهّل أنابيب الرفع المصنوعة من كربيد السيليكون النانوي (NBSiC) ذات النهايات المفتوحة تدفق الألومنيوم المنصهر من الأفران إلى قوالب الصب في صناعة عجلات الألومنيوم. وبفضل معامل الكسر عند درجات الحرارة المنخفضة الذي يزيد عن 150 ميجا باسكال، ومقاومتها الممتازة للصدمات الحرارية (حيث تتحمل 100 دورة من 1000 درجة مئوية إلى درجة حرارة الغرفة)، فإنها تضمن تدفقًا مستقرًا ومستمرًا، مما يقلل من عيوب الصب (المسامية، الشوائب) ويحسن الإنتاجية. وعلى عكس أنابيب الحديد الزهر، لا يُلوّث كربيد السيليكون النانوي (NBSiC) الألومنيوم المنصهر، مما يحافظ على نقاء المنتج.