Siliciumkarbidaj pulvoroj revolucias alt-temperaturajn fabrikadajn procezojn

Silicia karbido (SiC) abrazivoj haveblas en diversaj grajngrandecoj kaj ofte troviĝas en kaj ligitaj kaj tegaĵaj abrazivoj. Kvankam SiC povas esti nature trovita en moissanitaj juveloj, plejparto de la SiC-produktado uzas aŭ la Acheson-procezon aŭ teknologion de kemia vapora deponejo.

Refraktiveco, alta termika konduktiveco kaj koroda rezisto igas ĝin la perfekta materialo por fornejaj tegaĵoj, krucibloj kaj aliaj komponantoj de ŝtalproduktado.

Plibonigitaj sintezaj metodoj

Silicia karbido estas vaste konata pro sia supera malmoleco (dua nur post diamanto kaj kubika bor-nitrido), alta forteco, kemia stabileco kaj termorezisto – kvalitoj kiuj faras ĝin la preferata materialo por ceramika kaj refraktara fabrikado. Krome, silicia karbido ankaŭ trovas vastan aplikon en alt-rendimentaj elektronikaj aparatoj – specife potencaj semikonduktiloj, metaloksidaj semikonduktivaj kampefektaj transistoroj (MOSFET-oj) kaj izolpordaj bipolusaj transistoroj (IGBT-oj).

Fabrikantoj produktas silician karbidon per varmigado de miksaĵo de silika sablo kaj kokaĵo je ekstreme altaj temperaturoj ĝis ilia kemia reakcio, konata kiel SiC-sintezo, produktas kristaliĝintajn formojn konatajn kiel Verda aŭ Nigra SiC depende de ĝia purecnivelo. Post kiam SiC estas produktita, ĝi povas esti plue rafinita en partiklo-grandecojn adaptitajn por specifaj aplikoj per diversaj sintezaj metodoj kiel la Acheson-skemo, karbona-termika redukto kaj termika dekompono de likva polimero – ĉiu uzas energio-intensajn varmigajn procezojn, kiuj devas atingi reakciajn temperaturojn por formi kristaliĝintajn SiC-kristalojn antaŭ ol necesas acida lavado kaj sekigado, antaŭ ol la produktado povas finiĝi kaj produkti sian finan formon.

Aŭtomatigo

Produktado de silicia karbido komenciĝas per miksado de pulvora kokaĵo kaj kvarco, sekvita de aplikado de elektro tra grafita kerno por varmigi ĝin ĝis aperas rafinita silicia karbido (SiC) – ĉi tiu procezo estas konata kiel la Acheson-procezo.

Post kiam la krudaj materialoj estas preparitaj, oni povas uzi diversajn teknikojn por transformi pulvoron en sagarojn. Post kiam ili estas formitaj, ĉi tiuj sagaroj spertas postprilaborajn paŝojn, kiel mekanika prilaborado kaj surfaca tegaĵo, kiuj certigas ilian fortikecon kaj reziston al kemia korodo ĉe pli altaj temperaturoj.

Nigra siliciokarbida pulvoro estas ĉiam pli populara materialo por fabrikado de abrazivaj produktoj kiel muelradoj kaj tranĉiloj, danke al ĝia escepta malmoleco kaj supera termika konduktiveco. Krome, ĉi tiu materialo troviĝas en elektronikaj industriaj produktadprocezoj por duonkonduktiloj kaj diodoj, kaj ĝia alta temperaturrezisto igas ĝin taŭga por fari refraktajn materialojn uzatajn en fornoj, fornejegoj kaj krucibloj en la konstrua aŭ metalurgia industrio.

Procesado ĉe pli alta temperaturo

Silicia karbida pulvoro ofertas elstarajn mekanikajn propraĵojn, kiuj igas ĝin taŭga por alt-temperaturaj aplikoj. Ĝia malmoleco kaj eluziĝrezisto igas ĝin tre eluziĝrezista, dum ĝia termika stabileco, kemia rezisto kaj elektra konduktiveco ankaŭ faras ĝin tre serĉata.

Por produkti ĉi tiun materialon oni varmigas miksaĵon de silico kaj kokaĵo ĉe tre altaj temperaturoj en speciala forno, kio kaŭzas iliajn reagojn formi grandajn kristalojn de siliciumkarbido.

Post kiam silicia karbido estas formita, ĝi devas esti lavita por forigi malpuraĵojn antaŭ ol esti sekigita per diversaj teknikoj, kiel sekigado per varma aero, vakuo aŭ mikroondoj.

Post sekigado, silicia karbido estas dispremita, ordigita, denove muelita kaj prilaborita por specifaj aplikoj. La fina rezulto estas ingoto, kiun oni poste povas formi laŭ individuaj specifoj – fabrikantoj ekzemple uzas ĉi tiun ingoton por krei bruligajn nozlojn – integra komponanto por atingi maksimuman efikecon de fuelatomizado.

Daŭripovo

Silicia karbida pulvoro elstaras en defiaj fabrikaj medioj pro siaj imponaj ecoj, kiel nekredebla malmoleco, elstara termika konduktiveco kaj rezisto al korodo. Tial ĉi tiu materialo delonge estas uzata en abrazivaĵoj kaj elektroniko, inkluzive por tranĉi kaj poluri metalojn aŭ ceramikaĵajn kahelojn.

Pro sia rimarkinda fortikeco kaj akreco, diamanto estas ofte uzata en la abraziva industrio por fabrikado de muelradoj kaj tranĉdiskoj. Elektronikaj fabrikantoj ankaŭ forte fidas je ĝi pro ĝiaj bonegaj termikonduktivaj ecoj kaj rezisto kontraŭ eluziĝo.

Produktado de silicia karbido povas esti farata en ekologie respondeca maniero, uzante renovigeblajn energifontojn kaj sistemojn por reciklado de rubaĵoj por minimumigi la emisiojn de forcejaj gasoj. Per tiaj praktikoj fabrikantoj povas malpliigi energian konsumon dum ili reduktas operaciajn kostojn – io aparte grava en la hodiaŭa klimato de altiĝantaj energikostoj.