Silikon Karbid Tozları Keramikanın Möhkəmliyində İnqilab Yaradır

Silikon karbid (SiC) inert, sərt keramika materialıdır və mükəmməl fiziki xüsusiyyətlərə malikdir. Sərtliyi və yüksək temperaturda istilik sabitliyi ilə aşınmaya davamlılığı önəmli olan refrakterlərdə və aşındırıcılarda istifadə olunur.

Yalnız almaz və boro karbid SiC-dən daha sərtdir. Yüksək saflıqda olduqda SiC rəngsiz görünə bilər; əks halda Lely üsulu ilə istehsal edildikdə qara çalarlar ala bilər.

Sərtlik

Silikon karbid — daha çox karborundum kimi tanınan — silikon və karbondan ibarət, son dərəcə sərt kimyəvi birləşmədir ki, təbiətdə yalnız nadir hallarda moissanit şəklində rast gəlinir; lakin 19-cu əsrin sonlarından bəri həm toz, həm də kristal formasında kütləvi istehsal olunur.

Qara silisium karbid (SiC) sərt və aşınmaya davamlı xüsusiyyətlərinə görə tez-tez aşındırıcı materiallarda istifadə olunur. Bundan əlavə, SiC refrakter astarlar, isidicilər/isidmə elementləri, kəsici alətlər və LED-lərlə enerji qurğularında istifadə olunan yarımkeçirici substratların tərkib hissəsi kimi də tətbiq edilir.

Nitridlə birləşdirilmiş silikon karbid (NB SiC) nitridləşdirmə adlanan proses vasitəsilə istehsal olunur; bu prosesdə xam SiC dənələri qızdırılır və azot tərkibli birləşmələrlə qarışdırılaraq sıx və mexaniki cəhətdən möhkəm kompozit material əmələ gətirilir. Bundan əlavə, bu silikon karbid növü istilik şoku müqavimətinə görə əla xüsusiyyətlərə malikdir və zaman keçdikcə çatlamadan və parçalanmadan ani temperatur dəyişikliklərinə dözə bilir.

Güc

Silikon karbid oksid olmayan keramika materialları arasında ən güclülərdən biridir; almaz və kubik bor nitrid arasında yerləşən son dərəcə yüksək Knoop sərtlik dərəcəsi sayəsində uzunmüddətli aşınmaya davamlılıq və ekstremal temperatur və gərginliklərə qarşı müqavimət göstərir.

Qara SiC tozu avtomobil və aerokosmik sənayelərdə metal və keramika hissələrin düzgün ölçülərə və hamar səthlərə malik olması üçün frezələmə, cilalama və laklama işlərində geniş istifadə olunur. Almazdan daha yüksək möhkəmliyə malik olduğundan, bu aşındırıcı vasitə tez-tez rəqibindən üstün tutulur.

Reaksiya ilə birləşdirilmiş silikon karbid (RB SiC) istənilən hissə formasına malik gözenekli karbon materialına əridilmiş silikon inyeksiya edilməsi ilə istehsal olunur, nəticədə aşağı termal genəlmə əmsalı olan yüksək performanslı, kimyəvi müqavimətli struktur keramika əldə edilir. RB SiC nasoslarda və mexaniki möhürlərdə, rulmanlarda və daha iri aşınmaya məruz qalan komponentlərdə istifadə olunur.

Sərtlik

Silikon karbid yer üzündəki ən sərt üç maddədən biridir, yalnız almaz və bor karbidindən sonra ikinci yerdədir. Bu inanılmaz sərtlik sayəsində silikon karbid həm ekstremal təzyiqi, həm də mexaniki gərginliyi dözə bilir, bu da onu aerokosmik komponentlər, avtomobil sənayesi tətbiqləri və kəsici alətlər üçün uyğun edir.

Yüksək performanslı keramika korroziyaya və aşınmaya qarşı son dərəcə davamlıdır və çatlamağa və ya deformasiya olmadan kəskin temperatur dəyişikliklərinə tab gətirə bilər. Bundan əlavə, onu funksional keramikalar, qabaqcıl istilikdən müqavimətli materiallar və hətta aşındırıcılar şəklində emal etmək olar.

Qara silikon karbid tozu (SiCp) dəqiq ölçülər və hamar səthlər üçün metal, keramika və şüşənin honlanması, laplanması və cilalanmasında vacib vasitədir. Abrasiv material kimi istifadə olunmaqla yanaşı, SiC polad istehsalında və döküm sexlərində oksidləşməyə qarşı müdafiəçi, həmçinin yüksək temperatur müqavimətli material kimi də xidmət edə bilər. SiC-in digər növlərinə nitridlə birləşdirilmiş silikon karbid (NB SiC) və sinterlənmiş reaksiya-birləşdirilmiş silikon karbid nitridi (SRBSN) daxildir; bu proseslər müqavimət sobası istiləşdirilməsi vasitəsilə SRBSN istehsal edir.

İstilik müqaviməti

Silikon karbid, avtomobil əyləcləri və ya gülləkeçirməz jiletlərdəki keramika lövhələr kimi son dərəcə davamlılıq və sərtlik tələb edən tətbiqlər üçün ideal material seçimidir. Bundan əlavə, bu materialın əla kimyəvi müqavimət xüsusiyyətləri var və hətta ərimədən yüksək temperaturlara davam edə bilir.

Moissanit ən sərt sintetik materiallardan biridir, Mohs sərtlik dərəcəsi 9-dur və bu, almazla müqayisə edilə bilər. Təbii olaraq nadir moissanit mineralı kimi mövcud olsa da, bu sərt sintetik maddənin kütləvi istehsalında silikon və karbon tozlarından sinterləşdirmə üsulu ilə istifadə edilir.

Silikon karbidin möhkəmliyi qeyri-polyar səthlərin hidrogen bağları sayəsində anelləşmə prosesi zamanı artır və polad istehsalında deoksidləşdirici kimi karburlaşmanı təşviq etməklə və ərintə elementlərinin bərpa dərəcələrini artırmaqla faydalıdır. Termoqurluq sabitliyi və kimyəvi inertliyi sayəsində yarımkeçirici vafer emalı avadanlığındakı silikon karbid komponentləri yüksək temperatur şəraitində belə etibarlı performans təmin edir.

Keçiricilik

Silikon karbid tozları aşındırıcı kimi istifadə edildikdə və ya aşınmaya davamlı keramika komponentlərində tətbiq olunduqda sərtlik və keçiricilik baxımından ideal kombinasiyanı təmin edir, həmçinin yüksək performanslı sənaye keramika məhsulları yaratmaq üçün sinterləşmə yolu ilə birləşdirilə bilər.

Silikon karbid keramika bu gün ən çox tələb olunan keramika materiallarından birinə çevrilib, çünki onların diqqətəlayiq xüsusiyyətləri – son dərəcə davamlılıq və korroziyaya qarşı müqavimətdən tutmuş termal sabitlik və istiyə dözümlülüyə qədər – bu materialı həm istehlak avtomobili əyləci plitələri, həm də gülləkeçirməz jilet lövhələri üçün əsas seçimlərdən birinə çevirib. Silikon karbid həm möhkəmlik, həm də termal dözümlülük təmin edir.