Праховете от силициев карбид правят революция във високотемпературните производствени процеси

Абразивите от силициев карбид (SiC) се предлагат с различни размери на зърнометрията и често се срещат в абразиви за свързване и абразиви с покритие. Въпреки че SiC може да бъде намерен в естествен вид в бижутата от мозайкит, при производството на SiC се използва предимно процесът на Ачесън или технологията за химическо отлагане на пари.

Благодарение на огнеупорността, високата топлопроводимост и устойчивостта на корозия той е идеалният материал за облицовки на пещи, тигли и други компоненти за производство на стомана.

Подобрени методи за синтез

Силициевият карбид е широко известен със своята изключителна твърдост (отстъпва само на диаманта и кубичния борен нитрид), висока якост, химическа стабилност и температурна устойчивост - качества, които го правят предпочитан материал за керамични и огнеупорни производствени приложения. Освен това силициевият карбид намира широко приложение и във високоефективните електронни устройства - по-специално в силовите полупроводници, металооксидните полупроводникови полеви транзистори (MOSFET) и биполярните транзистори с изолиран гейт (IGBT).

Производителите произвеждат силициев карбид чрез нагряване на смес от кварцов пясък и кокс при изключително високи температури, докато при химическата реакция, известна като синтез на SiC, се получат кристализирани форми, известни като зелен или черен SiC, в зависимост от нивото на чистота. След като бъде произведен, SiC може да бъде допълнително рафиниран до размери на частиците, пригодени за конкретни приложения, чрез различни методи за синтез като схемата на Ачесън, въглеродно-термична редукция и термично разлагане на течни полимери - всеки от тях използва енергоемки процеси на нагряване, които трябва да достигнат температури на реакцията, за да се образуват кристализирани SiC кристали, преди да се наложи киселинно промиване и изсушаване, за да може производството да завърши и след това да се получи крайната му форма.

Автоматизация

Производството на силициев карбид започва със смесване на прахообразен кокс и кварц, последвано от прилагане на електричество през графитна сърцевина за нагряване до получаване на рафиниран силициев карбид (SiC) - този процес е известен като процес на Ачесън.

След като се подготвят суровините, могат да се използват различни техники за превръщане на праха в сагари. След като бъдат оформени, тези сагари преминават през етапи на последваща обработка, като механична обработка и повърхностно покритие, които осигуряват тяхната дълготрайност и устойчивост на химическа корозия при по-високи температури.

Прахът от черен силициев карбид е все по-популярен материал за производство на абразивни продукти като шлифовъчни дискове и режещи инструменти, благодарение на изключителната си твърдост и превъзходна топлопроводимост. Освен това този материал може да бъде открит в производствените процеси на електронната промишленост за полупроводници и диоди, както и поради неговата устойчивост на високи температури, което го прави подходящ за изработване на огнеупорни материали, използвани в пещи, камини, тигли в строителството или металургията.

Обработка при по-високи температури

Прахът от силициев карбид предлага отлични механични свойства, които го правят подходящ за високотемпературни приложения. Неговата твърдост и износоустойчивост го правят изключително устойчив на износване, а термичната стабилност, химическата устойчивост и електропроводимостта му също го правят много търсен.

Производството на този материал включва нагряване на смес от силициев диоксид и кокс при много високи температури в специална пещ, което води до образуване на големи кристали силициев карбид.

След като силициевият карбид се образува, той трябва да се промие, за да се отстранят примесите, преди да се изсуши чрез различни техники, като сушене с горещ въздух, вакуум или микровълново сушене.

След изсушаване силициевият карбид се натрошава, сортира, смила още веднъж и се обработва за специфични приложения. Крайният резултат е слитък, който след това може да бъде оформен, за да отговаря на индивидуалните спецификации - производителите използват този слитък например за създаване на дюзи за горелки - неразделен компонент за осигуряване на максимална ефективност на разпръскване на горивото.

Устойчивост

Прахът от силициев карбид се отличава в предизвикателните производствени среди с впечатляващите си свойства, като невероятна твърдост, отлична топлопроводимост и устойчивост на корозия. Като такъв този материал отдавна се използва в производството на абразиви и електроника, включително за рязане и полиране на метали или керамични плочки.

Поради своята забележителна здравина и острота диамантът се използва често в производството на абразиви за производство на шлифовъчни дискове и режещи дискове. Производителите на електроника също разчитат много на него поради отличните му свойства на топлопроводимост, както и устойчивостта му на износване.

Производството на силициев карбид може да се извършва по екологично отговорен начин, като се използват възобновяеми енергийни източници и системи за оползотворяване на отпадъци, за да се сведат до минимум емисиите на парникови газове. Чрез прилагането на такива практики производителите могат да намалят потреблението на енергия, като същевременно намалят оперативните разходи - нещо, което е особено актуално в днешния климат на нарастващи енергийни разходи.