Scheletro in carburo di silicio

Uno scheletro di carburo di silicio si riferisce tipicamente a un materiale ceramico poroso di carburo di silicio con una struttura di rete interconnessa tridimensionale. Non è un solido denso ma combina piuttosto le elevate prestazioni del materiale in carburo di silicio con una struttura dei pori controllabile per formare uno "scheletro" robusto. Questa struttura viene solitamente preparata attraverso tecniche come la conversione dei precursori polimerici, la sinterizzazione della reazione o la stampa 3D, che le consentono di mantenere le eccellenti proprietà intrinseche del carburo di silicio acquisendo allo stesso tempo caratteristiche come leggerezza, elevata permeabilità e ampia area superficiale specifica.

1. Stabilità ambientale estrema: Ereditando le proprietà eccezionali del carburo di silicio, presenta una resistenza estremamente elevata alle- temperature elevate, rimanendo stabile nell'aria sopra i 1600 gradi e in atmosfere inerti sopra i 1900 gradi. Offre un'eccellente resistenza all'ossidazione e agli shock termici, in grado di sopportare drastiche fluttuazioni di temperatura.
2. Eccellenti proprietà meccaniche: Sebbene la struttura scheletrica sia porosa, la rete tridimensionale fornisce resistenza strutturale e rigidità eccezionali, con resistenza alla compressione e alla flessione di gran lunga superiori a quelle dei normali materiali in schiuma a celle aperte-.
3. Bassa densità e alta porosità: La densità è regolabile, tipicamente significativamente inferiore a quella del carburo di silicio denso, con un ampio intervallo di porosità (solitamente 50%-90%) e pori interconnessi.
4. Elevata conduttività termica e bassa dilatazione termica: Lo scheletro stesso ha un'elevata conduttività termica e, combinato con la sua struttura a pori aperti-, è altamente favorevole al trasferimento di calore del fluido e alla gestione auto-termica, pur mostrando un coefficiente di espansione termica estremamente basso.
5. Buona inerzia chimica: Resistente alla corrosione di vari acidi, alcali, sali fusi e metalli fusi, che lo rendono adatto ad ambienti chimici difficili.
6. Ampia superficie specifica e sintonizzabilità: I pori interni interconnessi forniscono una vasta area superficiale effettiva e le proprietà superficiali possono essere funzionalizzate attraverso rivestimenti o modifiche.

1. Filtrazione e separazione-ad alta temperatura: Used for high-temperature flue gas (>800 gradi) rimozione della polvere nelle centrali elettriche a carbone-, nella metallurgia e nelle industrie chimiche, nonché per supporti catalitici di desolforazione e denitrificazione e filtrazione di metalli fusi.
2. Aerospaziale e Difesa: utilizzati come materiali isolanti per temperature ultra-alte-(ad es. sistemi di protezione termica), componenti leggeri-hotend per motori aeronautici e mezzi porosi per bruciatori ad alta-temperatura.
3. Catalisi e ingegneria chimica: Serve come supporto catalitico strutturato per reazioni altamente esotermiche/endotermiche (ad esempio, reforming del metano, purificazione degli scarichi automobilistici), sfruttando la sua elevata conduttività termica per prevenire la formazione di punti caldi.
4. Energia e Ambiente: utilizzato nei sistemi di assorbimento dell'energia solare termica, nei materiali di accumulo del calore ad alta-temperatura e come matrici di combustibile o materiali distanziatori nei reattori nucleari avanzati.
5. Rinforzo in materiale composito: funge da preforma per compositi a matrice metallica o a matrice ceramica, consentendo la preparazione di materiali compositi ad alta-resistenza ed elevata-tenacità attraverso processi di infiltrazione della fusione.
6. Gestione termica ed elettronica: utilizzati come substrati del dissipatore di calore o materiali di imballaggio per dispositivi elettronici ad alta-potenza per ottenere un'efficiente dissipazione del calore.

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