Отқа төзімді материалдардағы жасыл кремний карбиді ұнтағының негізгі рөлі
Жасыл кремний карбиді ұнтағы, аты қатал естіледі. Бұл негізінен бір түрікремний карбиді (SiC), ол кварц құмы және мұнай коксы сияқты шикізатпен төзімді пеште 2000 градустан жоғары балқытылады. Қарапайымнан өзгешеқара кремний карбиді, ол балқытудың кейінгі сатысында өте аз қоспалармен және жоғары кристалдық тазалықпен процесті дәл басқарады, сондықтан ол бірегей жасыл немесе қою жасыл түсті ұсынады. Бұл «тазалық» оған өте қатты қаттылық береді (Mohs қаттылығы 9,2-9,3-ке дейін жоғары, алмас пен бор карбидінен кейінгі екінші) және өте тамаша жылу өткізгіштік пен жоғары температуралық беріктік. Отқа төзімді материалдар аренасында бұл төтеп беруге, күресуге, қыздыруға және салуға қабілетті «қатты сүйек».
Олай болса, бұл жасыл ұнтақ отқа төзімді материалдардың қатал әлемінде өзінің күшін қалай көрсетіп, таптырмас «кілтке» айнала алады?
Беріктілігін арттырып, жоғары температуралы «болат сүйектерді» құйыңыз: Отқа төзімді материалдар жоғары температураға «төзе алмаудан», жұмсақ болып, құлап кетуден қорқады.Жасыл кремний карбиді микроұнтақөте жоғары қаттылыққа және тамаша жоғары температураға төзімділікке ие. Оны әртүрлі отқа төзімді құймаларға, соққыш материалдарға немесе кірпішке қосу бетонға жоғары берік болат торды қосу сияқты. Ол матрицада қатты тірек қаңқасын құра алады, жоғары температура жүктемесі кезінде материалдың деформациясы мен жұмсартылуына айтарлықтай қарсы тұрады. Ірі болат зауытының домна пешінің темір арнасының құймалары бұрын қарапайым материалдарды пайдаланған, олар тез тозып, темір шығынын арттыру мүмкін болмады, жиі жөндеу жұмыстары өндірісті кешіктірді. Кейінірек техникалық серпілістер жасалды және пропорцияжасыл кремний карбиді микроұнтақ айтарлықтай өсті. «Эй, бұл керемет!» Цех директоры кейін былай деп еске алды: «Жаңа материал салынған кезде балқытылған темір ағып, арна жағы «кеміріп», темір ағынының жылдамдығы төңкеріліп, техникалық қызмет көрсету уақыты екі еседен астамға қысқарды, ал үнемделген ақшаның бәрі нақты ақша болды!». Бұл қаттылық жоғары температуралық жабдықтың ұзақ қызмет етуінің негізі болып табылады.
Жылу өткізгіштігін жақсартыңыз және материалға «жылу қабылдағышты» орнатыңыз: отқа төзімді материал неғұрлым жылу оқшаулағыш болса, соғұрлым жақсы! Кокс пешінің есіктері және алюминий электролиттік ұяшықтардың бүйір қабырғалары сияқты орындар үшін жергілікті температураның тым жоғары болуын және зақымдануын болдырмау үшін материалдың өзі ішкі жылуды жылдам өткізуі керек. Жасыл кремний карбидінің микроұнтағының жылу өткізгіштігі металл емес материалдардың арасында сөзсіз «үздік студент» болып табылады (бөлме температурасының жылу өткізгіштік коэффициенті 125 Вт/м·К-ден астамға жетуі мүмкін, бұл қарапайым саз кірпіштен ондаған есе көп). Оны белгілі бір бөлікке отқа төзімді материалға қосу материалға тиімді «жылу құбырын» салу сияқты, ол жалпы жылу өткізгіштігін айтарлықтай жақсартады, жылудың тез және біркелкі таралуына көмектеседі және жергілікті қызып кетуден және «жүректің күйіп қалуынан» туындаған пилингті немесе зақымдануды болдырмайды.
Термиялық соққыға төзімділікті арттырыңыз және «өзгеріс жағдайында тыныштықты сақтау» қабілетін дамытыңыз: Отқа төзімді материалдардың ең қиын «өлтіргіштерінің» бірі - жылдам салқындату және қыздыру. Пеш қосылады және өшіріледі, температура қатты өзгереді, ал қарапайым материалдар оңай «жарылып», қабығынан айырылады.Жасыл кремний карбидімикроұнтақ салыстырмалы түрде шағын жылу кеңею коэффициентіне және жылдам жылу өткізгіштікке ие, ол температура айырмашылығынан туындаған кернеуді тез теңестіре алады. Оны отқа төзімді жүйеге енгізу материалдың кенеттен температураның өзгеруіне, яғни «термиялық соққыға төзімділігіне» қарсы тұру қабілетін айтарлықтай жақсарта алады. Цементтің айналмалы пешінің пеш аузының темір құймасы ең ауыр суық және ыстық соққыларға ұшырайды және оның қысқа қызмет ету мерзімі бұрыннан келе жатқан мәселе болды. Тәжірибелі пеш құрылыс инженері маған былай деді: «Негізгі толтырғыш және ұнтақ ретінде жасыл кремний карбиді микроұнтағы бар жоғары берік құймаларды қолданғаннан бері әсер бірден байқалды.Пешті техникалық қызмет көрсету үшін тоқтатқанда суық жел соққанда, басқа бөліктер сықырлайды, бірақ бұл пештің аузы материалы қатты және аздап жоғалады. азайды, бұл көптеген жөндеу жұмыстарын үнемдейді!» Бұл «тыныштық» өндірістегі өрлеу мен құлдыраумен күресу.
Өйткеніжасыл кремний карбиді микроұнтақ жоғары беріктік, жоғары жылу өткізгіштік, тамаша термиялық соққыға төзімділік және күшті эрозияға төзімділік біріктіреді, ол заманауи жоғары өнімді отқа төзімді материалдарды құрастырудағы «жан серігіне» айналды. Шойын және болат металлургиясындағы домна пештерінен, конвертерлерден, темір траншеялардан және торпедалық цистерналардан түсті металлургиядағы электролиттік элементтерге дейін; құрылыс материалдары өнеркәсібіндегі цемент пештері мен шыны пештерінің негізгі бөліктерінен химия өнеркәсібі, электр энергетикасы және қалдықтарды жағу салаларындағы жоғары коррозияға ұшырайтын пештерге дейін, тіпті құюға арналған шыныаяқтар мен ағынды болат кірпіштерді құюға дейін... Жоғары температура, тозу, кенет өзгеру және эрозия болған жерде бұл жасыл микроұнтақ белсенді. Ол әр отқа төзімді кірпішке және құйылатын заттардың әрбір шаршысына үнсіз ендірілген, бұл саланың «жүрегі» - жоғары температура пештері үшін берік қорғанысты қамтамасыз етеді.
Әрине, жасыл кремний карбидінің микроұнтағын «өсіру» оңай емес. Шикізатты таңдаудан, қарсылық пешінің балқыту процесін дәл бақылаудан (тазалық пен жасылдықты қамтамасыз ету үшін), ұсақтау, ұнтақтау, маринадтау және қоспаларды кетіру, гидравликалық немесе ауа ағынының дәлдігі бойынша жіктеу, бөлшектердің мөлшерін бөлу бойынша қатаң қаптамаға дейін (бірнеше микроннан жүздеген микронға дейін), әрбір кесте соңғы өнімнің өнімділігімен байланысты. Атап айтқанда, микроұнтақтың тазалығы, бөлшектердің мөлшерінің таралуы және бөлшектердің пішіні оның дисперстілігі мен отқа төзімді материалдардағы әсеріне тікелей әсер етеді. Жоғары сапалы жасыл кремний карбиді микроұнтағының өзі технология мен шеберліктің үйлесімінің өнімі деп айтуға болады.