Aşınmaya dayanıklı yapıştırıcılara silisyum karbür nasıl eklenir?

 

1. Silisyum karbürün seçimi ve ön işlemi

(1) Parçacık tipinin seçimi

Parçacık boyutu: Aşınma direnci gereksinimlerine göre farklı gözenek boyutları (genellikle 200 gözenek ila 2000 gözenek) seçin:

Kaba parçacıklar (50~200μm): Yüksek darbe aşınma senaryolarında (madencilik ekipmanları kaplamaları gibi) kullanılır.

İnce parçacıklar (1~50μm): İnce aşınmaya dayanıklı katmanlar (hassas mekanik contalar gibi) için kullanılır.

Nanometre ölçeğinde (<1μm): Kompozit malzemenin yoğunluğunu ve yüzey kalitesini iyileştirir.

Morfoloji:

Açısal parçacıklar: Mekanik kilitlemeyi artırır ve sürtünme katsayısını yükseltir.

Küresel parçacıklar: Akışkanlığı artırır ve yapışkan iç gerilimini azaltır.

(2) Yüzey modifikasyonu
Yapıştırıcı matrisle uyumluluğu artırmak için SiC’nin yüzey işlemine tabi tutulması gerekir:

Silan bağlayıcı madde uygulaması (KH-550, KH-560 gibi): Epoksi reçine ve poliüretan gibi organik yapıştırıcılarla arayüz bağlanma mukavemetini artırın.

Asit yıkama/alkali yıkama: Yüzey oksitlerini giderir ve aktiviteyi artırır.

Plazma işlemi: Yüksek performanslı nanokompozitler için uygundur.

2. Ekleme yöntemi ve formül tasarımı
(1) Doğrudan karıştırma yöntemi
Adımlar: SiC parçacıklarını ve yapıştırıcı matrisini (epoksi reçinesi, poliüretan gibi) mekanik karıştırma veya ultrasonik dispersiyon yoluyla eşit şekilde karıştırın.

Ekleme oranı:

Düşük yük (%5~%15): Yapıştırıcının esnekliğini korur, ince kaplamalar için uygundur.

Yüksek yük (%30~%60): Aşınma direncini önemli ölçüde artırır, ancak gevrek çatlamayı önlemek için toklaştırıcı maddelere (kauçuk parçacıkları gibi) ihtiyaç vardır.

(2) Gradyan dağılım tasarımı
Çok katmanlı kaplama: önce alt tabaka yüzeyine yüksek SiC içerikli bir katman (aşınma direnci) uygulayın, ardından düşük içerikli bir katman (sertleştirme) uygulayın.

Santrifüjlü sedimantasyon: Sertleştirmeden önce yüzeydeki SiC’yi zenginleştirmek için santrifüj kuvvetini kullanın (kalın kaplamalar için uygundur).

(3) Kompozit takviye sistemi
Diğer dolgu maddeleriyle işbirliği:

SiC + grafit: Sürtünme katsayısını azaltır, kendi kendini yağlayan kaplamalar için uygundur.

SiC + karbon fiber: Darbe direncini ve ısı iletkenliğini artırır.

3. Kürleme işleminin optimizasyonu
Sıcaklık kontrolü:

Epoksi reçine sistemi: 80~150℃’de kürleme SiC tortulaşmasını azaltabilir.

Poliüretan sistemi: Oda sıcaklığında kürlenme, partikül aglomerasyonunu önlemek için uzun karıştırma süresi gerektirir.

Basınç desteği: Sıcak presleme (örneğin 5~10MPa) SiC dolum yoğunluğunu artırabilir.

4. Uygulama senaryoları ve tipik durumlar
(1) Endüstriyel aşınmaya dayanıklı kaplama
Taşıma boru hattı astarı: %40 SiC epoksi yapıştırıcı eklemek, aşınma direnci ömrünü 3~5 kat artırabilir.

Madencilik makineleri: Poliüretan/SiC kompozit kaplama (%50 yük), kum ve çakıl aşınmasına karşı mükemmel direnç gösterir.

(2) Havacılık sızdırmazlık maddesi
Nano-SiC (%10~%20) modifiye edilmiş silikon kauçuk, yüksek sıcaklığa (600℃) ve aşınmaya dayanıklıdır.

(3) Otomotiv fren yapıştırıcısı
SiC, aramid elyaf ile harmanlanır ve termal bozulmayı azaltmak için fren balatası desteği olarak kullanılır.

5. Yaygın sorunlar ve çözümleri
Sorun 1: Parçacık sedimantasyonu

Çözüm: Gaz fazlı SiO₂ veya selüloz koyulaştırıcı ekleyin veya tiksotropik yapıştırıcı matrisi kullanın.

Sorun 2: Zayıf arayüz bağlanması

Çözüm: SiC’yi kaplamak için bağlayıcı madde işlemi veya yerinde polimerizasyon kullanın.

Sorun 3: Artan viskozite

Çözüm: Parçacık boyutunun sınıflandırılmasını optimize edin (karışık kaba + ince parçacıklar) veya seyreltici ekleyin.

Özet
Silisyum karbürün aşınmaya dayanıklı yapıştırıcılardaki temel değeri, sertliğinde (Mohs 9,2) ve termal kararlılığında (>1600℃) yatmaktadır. Parçacık parametrelerinin, yüzey modifikasyonunun ve proses tasarımının rasyonel bir şekilde seçilmesiyle, yapıştırıcının aşınma direnci, termal iletkenliği ve mekanik mukavemeti önemli ölçüde iyileştirilebilir ve bu da onu ağır yükler ve yüksek sıcaklıklar gibi zorlu çalışma koşulları için uygun hale getirir. Pratik uygulamalarda, aşırı doldurmadan kaynaklanan çatlamaları önlemek için aşınma direnci ve matris tokluğunun dengelenmesi gerekir.

Send your message to us:

Scroll to Top