La silicizzazione è un importante processo nella produzione di moderni compositi rinforzati con fibra di carbonio a matrice ceramica. Questi materiali compositi hanno proprietà superiori, come elevata stabilità termica, alta conduttività termica, bassa densità e alta resistenza all'abrasione.
A causa delle loro proprietà, i compositi C/C - SiC sono quindi la scelta in atmosfere altamente ossidanti ed a temperature molto elevate. Il materiale viene utilizzato, ad esempio, nelle produzione di palette a getto per razzi missilistici, pastiglie dei freni per auto sportive, giubbotti antiproiettile e cappucci protettivi per i veicoli spaziali ( per il rientro nell'atmosfera terrestre).
Uno dei principali processi di produzione di questi composti è la silicizzazione, più precisamente l'infiltrazione di silicio liquido (LSI) di C / C poroso. Rispetto ad altri processi come l'infiltrazione di vapore chimico, LSI è un processo di produzione rapido ed economico, che può essere eseguito nel forno a vuoto Carbolite Gero HTBL.
Durante il trattamento termico nel forno, la silice viene sciolta sopra il materiale poroso C / C e si diffonde nei pori del materiale. Ciò si traduce nella reazione della matrice di carbonio con il silicio, che forma SiC e produce un materiale denso con segmenti di C/C separati l'uno dall'altro da SiC.
L'accessibilità completa del forno HTBL è molto vantaggiosa per questa applicazione. Il controllo automatico del software rende possibili operazioni non presidiate e garantisce una corretta registrazione dei dati.
Impianto per pirolisi e silicizzazione Carbolite Gero Sulla destra viene mostrato un impianto per pirolisi e silicizzazione Carbolite Gero. La prima unità è utilizzata per il processo di pirolisi del materiale a base di carbonio. Questa pirolisi può essere effettuata in modalità pressione parziale, ciò significa che la pressione totale all'interno del forno è al di sotto della pressione atmosferica. Allo stesso tempo, il gas inerte viene spurgato nel forno. La temperatura di debinding tipica è compresa tra 400 ° C e 600 ° C. In questo intervallo di temperature, il legante evapora dalla combinazione di temperatura e sottopressione. Un percorso definito verso l'uscita del gas riscaldato aspira il legante dal forno alla pompa del vuoto. La pompa del vuoto è quindi una speciale pompa per l'olio, in grado di pompare il legante. Infine, il legante viene bruciato in un afterburner attivo, azionato da aria compressa e gas propano. Il secondo forno di tipo HTBL viene utilizzato per la silicizzazione. Il punto di fusione della silice liquida è 1414 ° C. Il forno è progettato per lavorare fino a 2000 ° C. Di seguito vengono mostrate alcune immagini del materiale di carbonio prima e dopo la silicizzazione effettuate durante il test di accettazione in fabbrica. L'HTBL per la silicizzazione è dotato di un'unità di pompaggio pre-vuoto con una pompa. La fornace è riscaldata a tre zone per una migliore distribuzione della temperatura all'interno dello spazio utilizzabile. Entrambi i forni sono stati installati con successo nell'area di produzione dei nostri clienti.
Due forni HTBL 80 GR / 22-1G durante l'installazione presso il cliente. Uno viene utilizzato per il processo di pirolisi,l'altro viene utilizzato per il processo di silicizzazione.
Un'unità di pompaggio delle radici viene utilizzata per l'evacuazione fino alla gamma di vuoto. Una speciale pompa per l'olio fresco viene utilizzata per eseguire il processo di debinding in pressione parziale. L'unità di pompaggio è montata su un supporto indipendente.
Palette in posizione originale prima della silicizzazione: palette perpendicolari alle aste di grafite. Aste di grafite parallele l'una all'altra. Lo stesso crogiolo dopo la silicizzazione viene mostrato nella figura seguente.