Термостойкость тиглей: есть ли альтернативы карбид кремнию?

При производстве различных материалов крайне важно обращать внимание на качество оборудования и компонентов. В металлургии и металлообработке крайне много зависит от качества тиглей. К сожалению, многие производители в погоне за снижением себестоимости товара, использую дешевые материалы, не обеспечивающие должной прочности.

• часто предлагаются тигли из алундового или корундового сплава, не переносящие чрезмерно высоких температур и трескающиеся уже после нескольких отливок в печи, нагретой до 1300-1400 градусов. Помимо прочего, такая тара подвержена коррозии стенок при высоких температурах, что приводит к загрязнению сплава.
• также получили распространение тигли, состоящие из нитрида бора. Их ТТХ лучше, чем у корундовых, однако возникают определенные сложности в технологическом процессе. Для сохранения тигля желательно медленно прогревать его до 800-900 градусов, что существенно увеличивает временные затраты.
• сосуды из нитрида алюминия неплохо себя показывают в самом процессе, однако не обладают запасом термостойкости. Если процесс требует хотя бы кратковременного нагрева до 1400-т градусов, то тигель может быть подвержен разрушению.
• посуда из нитрида кремния не подходит для работы с расплавами силикатов. В подобном случае стенки тиглей активно растворяются.
• самым стойким к температурному воздействию является посуда из сплава платины с родием. Этот материал обладает удивительной термостойкостью, способен переносить температуры вплоть до 1600 градусов, отлично чувствовать себя при работе с силикатными соединениями. Однако стоимость таких тиглей оказывается неподъемной для большинства компаний, к тому же такой сплав может коррозировать со временем.
• неплохим вариантом является вольфрамовая, циркониевая, танталовая или молибденовая посуда. Однако она подходит для работы с вакуумными печами или в атмосфере инертного газа. Это ограничивает область применения.

Универсальное решение

Действительно универсальной посудой является тигель, состоящий из карбида кремния. Сплава этих двух материалов имеет условное обозначение SiC и может производиться двумя способами: реакционно-спеченным или горячеепресованно-спеченным. Благодаря этому, полученный тигель на основе карбида кремния способен похвастать массой достоинств:

• тугоплавкое вещество является полупроводником, что позволяет использовать его практически для всех видов химических реакций;
• высокая стойкость к радиационному и химическому воздействию увеличивает срок службы изделия;
• благодаря широким стенкам тигель обладает отменным запасом механической прочности, что позволяет использовать посуду многократно;
• прекрасно подходит для работ с высокотемпературными сплавами и отлично чувствует себя вплоть до температуры 1500-1600 градусов, что превышает температуру плавления большинства металлов;
• высокая теплопроводность позволяет быстро нагревать и охлаждать тигель, не теряя время в технологическом процессе;
• по своим характеристикам тигель из карбида кремния приближается к сплаву из платины и родия, однако существенно уступает последнему в цене, делая свой вариант более доступным и привлекательным;
• отсутствие окисления и последующих примесей в готовом составе смеси. По сочетанию свойств изделия из карбида кремния обладают лучшим соотношением в плане цена-качество.