Пылы з сілікона-вугляроднай сплавы, якія рэвалюцыянізуюць высокатэмпературныя вытворчыя працэсы

Абразіўныя матэрыялы з сілікону карбіду (SiC) выпускаюцца з рознымі памерамі зярністасці і часта сустракаюцца як у звязаных, так і ў пакрытых абразівах. Хоць SiC можа сустракацца ў прыродзе ў мінерале мойсаніце, большая частка вытворчасці SiC ажыццяўляецца з выкарыстаннем працэсу Эйчэсана або тэхналогіі хімічнага асаджання з пароў.

Высокая вогнетрываласць, цеплаправоднасць і ўстойлівасць да карозіі робяць яго ідэальным матэрыялам для футероўкі печаў, крыц і іншых кампанентаў сталеплавільнага вытворчасці.

Удасканаленыя метады сінтэзу

Карбід крэмнію шырока вядомы сваёй выдатнай цвёрдасцю (саступае толькі алмазу і кубічнаму нітрыду бору), высокай трываласцю, хімічнай устойлівасцю і тэрмаўстойлівасцю — якасцямі, якія робяць яго асноўным матэрыялам для вытворчасці керамікі і вогнетрывалых вырабаў. Акрамя таго, карбід крэмнію таксама знаходзіць шырокае прымяненне ў высокапрадукцыйных электронных прыладах — у прыватнасці, у сілавых паўправадніках, палёвых транзістарах з аксіднымі паўправаднікамі (MOSFET) і біпалярных транзістарах з ізаляваным затворам (IGBT).

Вытворцы вырабляюць карбід крэмнію шляхам награвання сумесі кварцавага пяску і каксу да надзвычай высокіх тэмператур, пакуль іх хімічная рэакцыя, вядомая як сінтэз SiC, не створыць крышталізаваныя формы, вядомыя як зялёны або чорны карбід крэмнію ў залежнасці ад яго ўзроўню чысціні. Пасля вытворчасці SiC яго можна далей ачысціць да памераў часціц, аптымізаваных для пэўных прымяненняў, з дапамогай розных метадаў сінтэзу, такіх як схема Эйчэсана, вугляродна-тэрмічнае звядзенне і тэрмічнае раскладанне вадкага палімера. Кожны з іх прадугледжвае энергаёмістыя працэсы нагрэву, якія павінны дасягаць тэмператур рэакцыі для ўтварэння крышталізаваных крышталяў SiC, пасля чаго неабходна кіслатнае мыццё і сушка, перш чым вытворчасць будзе завершана і прадукт набудзе сваю канчатковую форму.

Аўтаматызацыя

Вытворчасць карбіду крэмнію пачынаецца з змешвання какавальнага парашку і кварцу, затым на грэнавы стрыжань падаецца электрычны ток для нагрэву да атрымання вычышчанага карбіду крэмнію (SiC) – гэты працэс вядомы як працэс Эйчэсана.

Пасля падрыхтоўкі сыравіны можна выкарыстоўваць розныя тэхнікі, каб ператварыць парашок у сагары. Пасля фармавання гэтыя сагары праходзяць дадатковую апрацоўку, такую як механічная апрацоўка і пакрыццё паверхні, што забяспечвае іх трываласць і ўстойлівасць да хімічнай карозіі пры больш высокіх тэмпературах.

Чорны сілікарамідны парашок — гэта матэрыял, які ўсё больш набірае папулярнасць для вытворчасці абразіўных вырабаў, такіх як шліфавальныя кругі і рэжучыя інструменты, дзякуючы сваёй выключнай цвёрдасці і выдатнай цеплаправоднасці. Акрамя таго, гэты матэрыял выкарыстоўваецца ў вытворчых працэсах электроннай прамысловасці для вытворчасці паўправаднікоў і дыёдаў, а таксама валодае высокай тэрмаўстойлівасцю, што робіць яго прыдатным для стварэння вогнетрыўных матэрыялаў, якія выкарыстоўваюцца ў печах, печах-гармах і тыглях у будаўнічай або металургічнай прамысловасці.

Апрацоўка пры больш высокай тэмпературы

Пылападобны карбід крэмнію валодае выдатнымі механічнымі ўласцівасцямі, якія робяць яго прыдатным для выкарыстання ва ўмовах высокіх тэмператур. Яго цвёрдасць і даўгавечнасць робяць яго высока ўстойлівым да зносу, а цеплавая ўстойлівасць, хімічная ўстойлівасць і электраправоднасць таксама робяць яго вельмі запатрабаваным.

Вытворчасць гэтага матэрыялу прадугледжвае награванне сумесі крэмнезу і какса да вельмі высокіх тэмператур у спецыяльнай печы, што выклікае іх рэакцыю з утварэннем буйных крышталяў карбіду кремнію.

Пасля ўтварэння карбіду крэмнію яго неабходна прамыць для выдалення дамешак, а затым высушыць з дапамогай розных метадаў, такіх як высушванне гарачым паветрам, вакуумнае або мікрахвалевае высушванне.

Пасля сушкі карбід крэмнію драбніцца, сартуецца, зноў шліфуецца і апрацоўваецца для спецыфічных прымяненняў. У выніку атрымліваецца злітак, які затым можна надаць форму ў адпаведнасці з індывідуальнымі спецыфікацыямі. Напрыклад, вытворцы выкарыстоўваюць гэты злітак для стварэння соплаў гарэлкі — неад'емнага кампанента для забеспячэння максімальнай эфектыўнасці атамнізацыі паліва.

Устойлівасць

Парашок з карбіду крэмнію вылучаецца ў складаных вытворчых умовах сваімі ўражлівымі ўласцівасцямі, такімі як неверагодная цвёрдасць, выдатная цеплаправоднасць і ўстойлівасць да карозіі. Таму гэты матэрыял даўно выкарыстоўваецца ў вытворчасці абразіваў і электронікі, у тым ліку для рэзкі і паліроўкі металаў або керамічнай пліткі.

Дзякуючы сваёй выдатнай трываласці і рэзкасці, алмаз шырока выкарыстоўваецца ў абразіўнай прамысловасці для вытворчасці шліфавальных кругоў і рэжучых дыскаў. Вытворцы электроннай тэхнікі таксама актыўна яго выкарыстоўваюць з-за яго выдатных цеплаправоднасці і ўстойлівасці да зносу.

Вытворчасць карбіду крэмнію можна весці экалагічна адказна, выкарыстоўваючы аднаўляльныя крыніцы энергіі і сістэмы перапрацоўкі адходаў для мінімізацыі выкідаў парніковых газаў. Прымяняючы такія практыкі, вытворцы могуць знізіць спажыванне энергіі і адначасова скараціць эксплуатацыйныя выдаткі, што асабліва актуальна ва ўмовах сённяшняга росту цэн на энерганосьбіты.