Silikono-karburo hautsak tenperatura altuko fabrikazio-prozesuak iraultzen

Silikon karburozko (SiC) abrasiboak grit tamaina anitzetan daude eta maiz aurkitzen dira bai lotura-abrasiboetan bai estalitako abrasiboetan. SiC naturalki moissanitezko harribitxietan aurki daitekeen arren, SiC ekoizpen gehienek Acheson prozesua edo lurrun kimikoko deposizio-teknologia erabiltzen dute.

Erresistentzia refraktarioa, eroankortasun termiko handia eta korrosioarekiko erresistentzia material ezin hobea bihurtzen dute labe-barne-estalkietarako, krisibelorako eta altzairu-egintzarako beste osagai batzuetarako.

Sintesi-metodo hobetuak

Silizio-karburoa oso ezaguna da bere gogortasun bikainagatik (diamantearen eta kubiko boron nitridoaren ondoren bigarrena), indar handia, egonkortasun kimikoa eta tenperatura-erresistentzia – ezaugarri horiek zeramika eta errefaktarioen fabrikazio-aplikazioetarako material nagusi bihurtzen dutenak. Gainera, silizio-karburoak aplikazio zabala du errendimendu handiko gailu elektronikoetan – zehazki potentzia-semikondukzioetan, metal-oxidozko semikondukzio-eremu-efektuko trantsistorretan (MOSFET) eta Ate Isolatu Bipolar Trantsistorretan (IGBT).

Ekoizleek silizio-karburoa ekoizten dute silize-harearen eta koke-nahasketa bat tenperatura oso altuetan berotuz, SiC sintesia izenez ezagutzen den erreakzio kimikoa gertatu arte, eta horrek purutasun-mailaren arabera Berde edo Beltz SiC izenez ezagutzen diren kristalizatutako formak sortzen ditu. Behin ekoiztuta, SiC geroago birfinatu daiteke aplikazio zehatzetarako egokitutako partikula-tamainetara sintesi-metodo desberdinen bidez, hala nola Acheson eskema, karbono-termaleko murrizketa eta likido-polimeroen termal dekompozizioa – bakoitzak energia intentsiboko beroketa-prozesu astunak erabiltzen ditu, erreakzio-tenperaturak lortu behar dituztenak kristalizatutako SiC kristalak osatzeko, azido-garbiketa eta lehortzea behar izan aurretik, ekoizpena amaitu eta bere azken forma hartzeko.

Automatizazioa

Silikon karburoaren ekoizpena koke hautsa eta kuartzo hautsa nahastean hasten da, eta ondoren grafitozko nukleo baten bidez elektrizitatea aplikatuz berotzen da, silikon karburo garbitua (SiC) agertu arte – prozesu hau Acheson prozesu gisa ezagutzen da.

Lehen lehengaiak prestatu ondoren, hautsa saggar bihurtzeko hainbat teknika erabil daitezke. Behin osatuta, saggar hauek post-prozesatze-urratsak jasaten dituzte, hala nola mekanizazio mekanikoa eta gainazal-estaldura, eta horiek bermatzen dute beren iraunkortasuna eta tenperatura altuetan korrosio kimikoarekiko erresistentzia.

Silikono-karburo beltz hautsa gero eta ezagunagoa den materiala da, zorroztasun-produktuak, hala nola fresatzeko gurpilak eta ebakitzeko tresnak, fabrikatzeko, bere gogortasun bikainari eta eroankortasun termiko paregabeari esker. Gainera, material hau erdieroale eta diodoen ekoizpen-prozesuetan erabiltzen da elektronika-industrian, eta tenperatura altuen erresistentzia handia duenez, egokia da labe, erraztagailu eta krusibilo errefraaktarioak egiteko eraikuntza- edo metalurgia-industrietan.

Tenperatura altuko prozesaketa

Silikono-karburo hautsak propietate mekaniko bikainak eskaintzen ditu, tenperatura altuko aplikazioetarako egokia bihurtuz. Bere gogortasun handia eta higadurarekiko erresistentzia handia direla-eta oso higadurarekiko erresistentea da, eta bere egonkortasun termikoa, erresistentzia kimikoa eta eroankortasun elektrikoa ere oso eskatuta daude.

Material hau ekoizteak silizea eta koke nahasketa bat tenperatura oso altuetan labe berezi batean berotzea eskatzen du, eta horrek haien erreakzioek silizio karburoko kristal handiak sortzea eragiten du.

Silizio-karburoa osatu ondoren, impurutasunak kentzeko garbitu behar da, eta ondoren lehortu, aire beroz lehortzea, huts-lehortzea edo mikrouhin-lehortzea bezalako hainbat teknikaren bidez.

Lehorrondoren, silizio-karburoa birrindu, sailkatu, berriro birrindu eta aplikazio zehatzetarako prozesatzen da. Azken emaitza ingote bat da, eta hori ondoren banako zehaztapenetara egokitutako formak hartzeko prest dago – adibidez, fabrikatzaileek ingote hau erretzaile-bozkak sortzeko erabiltzen dute – erregaiaren atomizazio-eraginkortasun maximoa bermatzeko osagai integrala.

Jasangarritasuna

Silikon karburo hautsa nabarmentzen da fabrikazio-ingurune zailetan bere propietate ikusgarriengatik, hala nola gogortasun harrigarria, eroankortasun termiko bikaina eta korrosioarekiko erresistentzia. Hori dela eta, material hau aspalditik erabili izan da abrasiboetan eta elektronika-ekoizpenean, metala edo zeramikazko baldosak mozteko eta politzeko barne.

Bere gogortasun eta zorrotztasun nabarmenagatik, diamantea ohiko erabiltzen da abrasiboen industrian molotxoak eta ebaketa-diskoak fabrikatzeko. Era berean, elektronika-ekoizleek ere asko baliatzen dute, bere bero-eroankortasun bikainagatik eta higadurarekiko erresistentzia handia duelako.

Silikon karburoaren ekoizpena modu ingurumenarekiko arduratsuan egin daiteke, energia berriztagarriak eta hondakinak berreskuratzeko sistemak erabiliz berotegi-efektuko gasen isuriak minimizatzeko. Praktika horiek aplikatuta, fabrikatzaileek energia-kontsumoa murriztu eta funtzionamendu-kostuak txikitu ditzakete – gaur egungo energia-prezioen gorakadaren testuinguruan bereziki garrantzitsua dena.