Liquid Silicon Infiltration is an important process in the manufacture of modern ceramic matrix carbon fiber reinforced composites. These composites have superior material properties, such as high thermal stability, high thermal conductivity, low density and high abrasion resistance.
Due to their properties, C/C – SiC composites are therefore the material of choice in highly oxidizing atmospheres and very high temperatures. The material is used, for example, in jet vanes for missile rockets, brake pads for sport cars, bullet proof vests and nose caps for spacecrafts (reentry into earth atmosphere).
One major manufacturing process of these compounds is Liquid Silicon Infiltration, more accurately the liquid silicon infiltration (LSI) of porous C/C. Compared to other processes like chemical vapor infiltration, LSI is a cost efficient and quick manufacturing process, which may be carried out in Carbolite Gero's HTBL GR vacuum furnace.
During heat treatment in the furnace, silicon is melted on top of the porous C/C material and diffuses into the pores of the material. This results in the reaction of the carbon matrix with silicon, which forms SiC and yields a dense material with C/C segments separated from each other by SiC.
The all-around accessibility of the HTBL furnace is very advantageous for this application. The automatic software control makes unattended operation possible and ensures a proper data logging.
Twee HTBL 80 GR/22-1G ovens tijdens de installatie bij de klant. Een HTBL wordt gebruikt voor het pyrolyse proces. De andere HTBL wordt gebruikt voor de siliconisatie procedure.
Een wortel pompeenheid wordt gebruikt voor evacuatie naar het fijn vacuümbereik. Een speciale verse oliepomp wordt gebruikt om het debinding proces in gedeeltelijke druk uit te voeren. De pompeenheid is gemonteerd op een onafhankelijke drager.
Vanen in oorspronkelijke positie voor siliconisatie: Vanen loodrecht op de grafietstaven. Grafietstaven parallel tegenover elkaar. Dezelfde smeltkroes na siliconisatie wordt in de volgende foto getoond.