Silikon karbid tozları yüksək temperaturlu istehsal proseslərində inqilab yaradır

Silikon karbid (SiC) aşındırıcıları müxtəlif zəriflik ölçülərində olur və tez-tez həm bağlanmış, həm də örtüklü aşındırıcılarda rast gəlinir. SiC təbii olaraq moissanit daşlarında mövcud ola bilsə də, əksər SiC istehsalı Acheson prosesi və ya kimyəvi buxar çökmə texnologiyasından istifadə etməklə həyata keçirilir.

Refrakterlik, yüksək istilik keçiriciliyi və korroziyaya davamlılıq onu soba astarları, xuruclar və digər polad istehsalı komponentləri üçün mükəmməl material edir.

Təkmilləşdirilmiş sintez üsulları

Silikon karbid üstün sərtliyi (yalnız almaz və kubik bor nitridindən sonra ikinci), yüksək möhkəmlik, kimyəvi stabillik və temperatur müqaviməti ilə geniş tanınır – bu xüsusiyyətlər onu keramika və istilikdən müqavimətli materialların istehsalı üçün əsas materiala çevirir. Bundan əlavə, silikon karbid yüksək performanslı elektron cihazlarda – xüsusilə güc yarımkeçiricilərdə, metal oksid yarımkeçirici sahə effektli tranzistorlarda (MOSFET-lər) və izolyasiyalı qapılı bipolyar tranzistorlarda (IGBT-lər) geniş tətbiq tapır.

İstehsalçılar silisli qum və kok qarışığını son dərəcə yüksək temperaturda qızdıraraq SiC sintezi adlanan kimyəvi reaksiya nəticəsində onun saflıq səviyyəsindən asılı olaraq Yaşıl və ya Qara SiC kristallaşmış formalarını yaradırlar. İstehsal edildikdən sonra SiC Acheson sxemi, karbon-termal reduksiya və maye polimerin termal parçalanması kimi müxtəlif sintez üsulları vasitəsilə konkret tətbiqlər üçün uyğun hissəcik ölçülərinə qədər daha da təkmilləşdirilə bilər – bunların hər biri reaksiya temperaturlarına çatmaq üçün enerji tutumlu isitmə proseslərindən istifadə edir, kristallaşmış SiC kristallarının əmələ gəlməsi üçün turşu ilə yuyulma və qurudulma tələb olunur, sonra isə istehsal tamamlanaraq son formasını alır.

Avtomatlaşdırma

Silikon karbidinin istehsalı toz halında olan kok və kvartsın qarışdırılması ilə başlayır, sonra qrafit nüvə vasitəsilə elektrik cərəyanı tətbiq edilərək qarışığı təmizlənmiş silikon karbid (SiC) əmələ gələnə qədər qızdırırlar – bu proses Acheson prosesi adlanır.

Xammal hazırlandıqdan sonra tozu saggar qəliblərinə çevirmək üçün müxtəlif texnikalardan istifadə oluna bilər. Formalaşdırıldıqdan sonra bu saggarlar mexaniki emal və səth örtüyü kimi son emal mərhələlərindən keçir ki, bu da onların davamlılığını və yüksək temperaturlarda kimyəvi korroziyaya qarşı müqavimətini təmin edir.

Qara silikon karbid tozu, özünün fövqəladə sərtliyi və üstün istilik keçiriciliyi sayəsində frezləmə diskləri və kəsmə alətləri kimi aşındırıcı məhsulların istehsalında getdikcə daha populyar materialdır. Bundan əlavə, bu material yarımkeçiricilər və diodlar üçün elektronika sənayesinin istehsal proseslərində istifadə olunur, həmçinin yüksək temperatur müqaviməti onu tikinti və metallurgiya sənayesində sobalarda, soba sobalarında və cruciblələrdə istifadə olunan odadavamlı materialların hazırlanmasında əlverişli edir.

Yüksək temperaturda emal

Silikon karbid tozu yüksək temperaturlu tətbiqlər üçün uyğun olan əla mexaniki xüsusiyyətlər təklif edir. Onun sərtliyi və aşınmaya davamlılığı onu yüksək dərəcədə aşınmaya davamlı edir, termal sabitliyi, kimyəvi müqaviməti və elektrik keçiriciliyi isə onu yüksək tələb olunan edir.

Bu materialın istehsalı silis və kok qarışığını xüsusi sobada çox yüksək temperaturda qızdırmaqla həyata keçirilir, bu da onların reaksiyaları nəticəsində silikon karbidinin böyük kristallarının əmələ gəlməsinə səbəb olur.

Silisyum karbid əmələ gəldikdən sonra çirkləri aradan qaldırmaq üçün yuyulmalı, sonra isə isti hava, vakuum və ya mikrodalğalı qurutma kimi müxtəlif üsullarla qurudulmalıdır.

Qurutma prosesindən sonra silikon karbid əzilir, çeşidlənir, bir daha üyüdülür və xüsusi tətbiqlər üçün emal olunur. Son nəticə isə ingot şəklində olur ki, bu ingot fərdi tələblərə uyğun formalaşdırıla bilər – məsələn, istehsalçılar bu ingotdan brülör nozulları yaratmaq üçün istifadə edirlər – bu da yanacağın atomizasiya səmərəliliyinin maksimum səviyyədə təmin edilməsində vacib komponentdir.

Dayanıqlılıq

Silikon karbid tozu çətin istehsal şəraitində inanılmaz sərtlik, mükəmməl istilik keçiriciliyi və korroziyaya davamlılıq kimi təsirli xüsusiyyətləri ilə seçilir. Buna görə də bu material uzun müddətdir aşındırıcı və elektronika istehsalında, o cümlədən metalların və keramika plitələrinin kəsilməsi və cilalanmasında istifadə olunur.

Körpəkliyi və kəskinliyi ilə seçilən almaz aşındırıcı sənayesində daşlama diskləri və kəsmə diskləri istehsalında geniş istifadə olunur. Elektron istehsalçıları da onun mükəmməl istilik keçiriciliyi və aşınmaya davamlılığı səbəbindən ona güclü şəkildə etibar edirlər.

Silikon karbid istehsalı yenilenə bilən enerji mənbələrindən və tullantıların bərpası sistemlərindən istifadə etməklə, istixana qazı emissiyalarını minimuma endirərək ekoloji cəhətdən məsuliyyətli şəkildə həyata keçirilə bilər. Belə təcrübələrdən istifadə etməklə istehsalçılar enerji istifadəsini azaldarkən əməliyyat xərclərini də ixtisar edə bilərlər – bu, xüsusilə bu gün enerji qiymətlərinin yüksəldiyi şəraitdə xüsusilə vacibdir.