Қара кремний карбидін өніммен таныстыру және қолдану
Қара кремний карбиді(қысқартылған түрде қара кремний карбиді) - негізгі шикізат ретінде кварц құмынан және мұнай коксынан жасалған және кедергі пешінде жоғары температурада балқытылған жасанды металл емес материал. Оның қара-сұр немесе қою қара түсі, өте жоғары қаттылығы, жақсы жылу өткізгіштігі және химиялық тұрақтылығы бар. Бұл тамаша өнеркәсіптік шикізат және абразивтерде, отқа төзімді материалдарда, металлургияда, керамикада, электроникада және басқа да салаларда кеңінен қолданылады.
I. Қара кремний карбидінің өнімділік сипаттамалары
Мохс қаттылығықара кремний карбиді9,2-ге дейін жетеді, алмаз бен кубтық бор нитридінен кейінгі екінші орында және өте күшті тозуға және соққыға төзімділікке ие. Оның балқу температурасы шамамен 2700°C, және ол жоғары температуралы ортада құрылымдық тұрақтылықты сақтай алады және ыдырауы немесе деформациялануы оңай емес. Сонымен қатар, ол жақсы жылу өткізгіштікке және төмен жылу кеңею коэффициентіне ие және жоғары температура мен жоғары қысым жағдайында да тамаша жылу соққысына төзімділікті көрсетеді.
Химиялық қасиеттері жағынан қара кремний карбиді қышқылдар мен сілтілерге жақсы коррозияға төзімді және әсіресе қатал ортада өнеркәсіптік қолдануға жарамды. Оның жоғары өткізгіштігі оны белгілі бір электрлік қыздыру материалдары мен жартылай өткізгіш өрістер үшін балама материал етеді.
Ⅱ. Негізгі өнім формалары мен сипаттамалары
Қара кремний карбиді әртүрлі бөлшектердің өлшемдері мен қолданылуына байланысты әртүрлі формаларда жасалуы мүмкін:
Блок материалы: балқытылғаннан кейінгі ірі кристалдар, көбінесе қайта өңдеу үшін немесе металлургиялық қоспалар ретінде қолданылады;
Түйіршікті құм (F құм/P құм): тегістеу дөңгелектерін, құм ағартқыш абразивтерді, зімпара қағазын және т.б. жасау үшін қолданылады;
Микроұнтақ (W, D сериялары): аса дәлдікпен тегістеу, жылтырату, керамикалық күйдіру және т.б. үшін қолданылады;
Нано деңгейлі микро ұнтақ: жоғары сапалы электронды керамика, жылу өткізгіш композиттік материалдар және т.б. үшін қолданылады.
Бөлшектердің өлшемі F16-дан F1200-ге дейін, ал микро ұнтақтың бөлшектердің өлшемі нанометр деңгейіне жетуі мүмкін, оны әртүрлі қолдану салаларының техникалық талаптарына сәйкес реттеуге болады.
3. Қара кремний карбидінің негізгі қолданылу салалары
1. Абразивті және тегістеу құралдары
Абразивті материалдар қара кремний карбидін қолданудың ең дәстүрлі және кең таралған саласы болып табылады. Қара кремний карбиді өзінің жоғары қаттылығы мен өздігінен қайрау қасиеттерін пайдалана отырып, шойын, болат, түсті металдар, керамика, шыны, кварц және цемент өнімдері сияқты материалдарды ұнтақтау және өңдеуге жарамды тегістеу дөңгелектері, кесу дискілері, зімпара, тегістеу бастары, тегістеу пастасы және т.б. сияқты әртүрлі абразивті өнімдерді өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін.
Оның артықшылықтары - жылдам ұнтақтау жылдамдығы, бітеліп қалмауы және жоғары өңдеу тиімділігі. Ол металл өңдеуде, машина жасауда, ғимараттарды безендіруде және басқа да салаларда кеңінен қолданылады.
2. Отқа төзімді материалдар
Қара кремний карбиді жоғары температураға төзімділігі мен коррозияға төзімділігінің арқасында жоғары температураға төзімді материалдар саласында кеңінен қолданылады. Оны кремний карбиді кірпіштеріне, пеш төсемдеріне, тигельдерге, термопара қорғаныс түтіктеріне, пеш құралдарына, форсункаларға, фурма кірпіштеріне және т.б. жасауға болады және металлургия, түсті металдар, электр энергиясы, шыны, цемент және т.б. сияқты жоғары температураға төзімді салаларда жабдықтардың қызмет ету мерзімін ұзарту және пайдалану қауіпсіздігін жақсарту үшін кеңінен қолданылады.
Сонымен қатар, кремний карбидті материалдары жоғары температуралы тотығу атмосферасында жақсы антиоксиданттық қасиеттерге ие және ыстық домна пештерінің, домна пештерінің және басқа жабдықтардың негізгі бөліктерінде қолдануға жарамды.
3. Металлургия өнеркәсібі
Болат қорыту және құю сияқты металлургиялық процестерде қара кремний карбиді деоксидизатор, жылытқыш және рекарбюризатор ретінде пайдаланылуы мүмкін. Көміртегі мөлшерінің жоғары болуы және жылудың тез бөлінуінің арқасында ол балқыту тиімділігін тиімді түрде арттырып, балқытылған болаттың сапасын жақсарта алады. Сонымен қатар, ол балқыту процесіндегі қоспа мөлшерін азайтып, балқытылған болатты тазартуда рөл атқара алады.
Кейбір болат зауыттары шойын мен иілгіш шойынды балқыту кезінде құрамын реттеу үшін белгілі бір пропорцияда кремний карбидін қосады, бұл шығындарды үнемдеуге және құймалардың өнімділігін жақсартуға мүмкіндік береді.
4. Керамика және электронды материалдар
Қара кремний карбиді функционалды керамика үшін маңызды шикізат болып табылады. Оны құрылымдық керамика, тозуға төзімді керамика, жылу өткізгіш керамика және т.б. дайындау үшін пайдалануға болады және электроника, химия өнеркәсібі, машина жасау және т.б. салаларында кең перспективаға ие. Ол тамаша жылу өткізгіштікке ие, жылу өткізгіштігі 120 Вт/м·К дейін жетеді және көбінесе жылу өткізгіш жылу тарату материалдарында, жылу интерфейсі материалдарында және жарықдиодты жылу тарату компоненттерінде қолданылады.
Сонымен қатар, кремний карбиді біртіндеп қуатты жартылай өткізгіштер саласына еніп, жоғары температуралы және жоғары вольтты құрылғылар үшін негізгі материалға айналды. Қара кремний карбидінің тазалығы жасыл кремний карбидіне қарағанда сәл төмен болса да, ол кейбір орта және төмен вольтты электронды өнімдерде де қолданылады.
5. Фотоэлектрлік және жаңа энергетика салалары
Қара кремний карбиді ұнтағы фотоэлектрлік өнеркәсібінде кремний пластиналарын кесуде кеңінен қолданылады. Алмаз сым кесу процесінде абразив ретінде оның жоғары қаттылық, беріктік артықшылықтары бар.кесукүш, төмен шығын және тегіс кесу беті, бұл кремний пластиналарының кесу тиімділігі мен өнімділігін арттыруға, пластинаның жоғалу жылдамдығы мен өндіріс шығындарын азайтуға көмектеседі.
Жаңа энергетикалық және жаңа материалдық технологиялардың үздіксіз дамуымен кремний карбиді литий батареясының теріс электрод қоспалары және керамикалық мембраналық тасымалдаушылар сияқты жаңа салалар үшін де әзірленуде.
Ⅳ. Қысқаша мазмұны және болжам
Қара кремний карбиді өзінің тамаша механикалық, термиялық және химиялық қасиеттерімен көптеген өнеркәсіп салаларында алмастырылмайтын рөл атқарады. Өндіріс технологиясының, өнім бөлшектерінің мөлшерін бақылаудың, тазалықты тазартудың және қолдану салаларының үздіксіз кеңеюінің үздіксіз дамуымен қара кремний карбиді жоғары өнімділік пен дәлдікке қарай дамып келеді.
Болашақта жаңа энергетика, электронды керамика, жоғары деңгейлі техника сияқты салалардың қарқынды дамуыменұнтақтау және ақылды өндірісте қара кремний карбиді жоғары деңгейлі өндіріс саласында барған сайын маңызды рөл атқаратын болады және озық материалдық технологиялар жүйесінің негізгі құрамдас бөлігіне айналады.