Conas Púdar Carbáid Sileacain a Dhéanamh

Tá carbáid shileacain, ar a dtugtar carburandam níos coitianta, chomh crua le diamant agus an-fhrithsheasmhach in aghaidh caitheamh. Ina theannta sin, mar gheall ar a airíonna ceirmeacha, tá sé oiriúnach do thimpeallachtaí ardteochta agus do thimpeallachtaí ardvoltais.

Is é toradh táirgeadh próiseas Lely púdar ar féidir é a ghearradh ina sheoidí moissanite lena n-úsáid mar sheoidí, agus úsáideann monaróirí é freisin chun earraí gráinníneacha agus táirgí a éilíonn cruas a mhonarú.

Foinsí

Is comhdhúil an-chrua de sileacan agus de charbón é an carbáid sileacain (SiC), ar a dtugtar carborundam freisin /krbnm/, a fhoirmíonn go nádúrtha mar an mianra moissaníte agus a dtáirgtear go mór ar mhórscála mar ábhar scríobach ó dheireadh an 19ú haois. Trí SiC a cheangal le chéile i gceirmeacha crua nó trí é a dhópáil le nítrigin, fosfar, beiriliam nó alúmanam, is féidir leathsheoltóirí de chineál n nó p a chruthú.

Is gnách SiC tionsclaíoch a tháirgeadh trí Phróiseas Acheson, ina ndéantar gaineamh sileacáite a théamh le foinsí carbóin cosúil le cóic peitriliam go teochtaí arda i bhfoirnéis oscailte, as a dtagann gráin ghlasa nó dhubha ag brath ar a leibhéal íonachta.

Tá cáil ar SiC as a shár-indéantacht theirmeach agus a fhrithsheasmhacht in aghaidh creimthe. Le cóimheas íseal leathnaithe theirmigh, cóimheas ard neart/cruas, cobhsaíocht cheimiceach agus éascaíocht innealtóireachta, feidhmíonn sé mar phríomh-amhábhar i go leor feidhmchlár tionsclaíoch amhail ábhair mhúscailteacha/ábhair ghráinníneacha/ceirmeacha d'ardghrád [16].

Próiseáil

Is ábhar ceirmeach teicniúil é Carbónsileacan (SiC) a bhfuil airíonna uathúla aige, lena n-áirítear neamhghníomhaíocht cheimiceach ag gach teocht, friotaíocht in aghaidh turraing theirmigh, agus insintertacht ard. Úsáidtear SiC i bhfeidhmeanna éagsúla ceirmeacha teicniúla, lena n-áirítear déantúsaíocht troscáin áith agus trealaimh láimhseála sreabhán, chomh maith le himthacaí agus páirteanna caitheamh. I measc úsáidí breise SiC, tá scagairí cáithníní díosail agus cosaint balistíoch. Cuireann Washington Mills trealamh brúite, meilte agus aicmithe ar fáil atá in ann amhábhair a tháirgeadh a chomhlíonann caighdeáin ANSI, FEPA agus JIS.

Is féidir le púdair SiC a bheith éagsúil ó thaobh méid gráin de ag brath ar a riocht tosaigh agus ar an bhfoinse charbóin. Próiseas ullmhúcháin coitianta le haghaidh sintéis SiC is ea an laghdú teirmeach carbóin; baineann sé seo le meascán ina bhfuil níos lú ná 200 mech de SiO2 in aghaidh an mhoil agus 1.5-3 mhol d'fhoinse charbóin a imoibriú, ansin an tuaslagán a fhaightear a shileadh le haigéad, a théamh agus a imoibriú chun carbón gloine a chosc ó tháirgeadh.

Déantar púdair SiC a tháirgtear trí anailís chainníochtúil XRD a anailísiú a thuilleadh trí úsáid a bhaint as anailís ar chruth na gcáithnín, ar chumadóireacht ghránúlach agus ar an dromchla sonrach. I measc na ngnéithe tábhachtacha tá cruth na gcáithnín, an chumadóireacht ghránúlach agus an dromchla sonrach. De ghnáth, léiríonn cáithníní SiC struchtúir chomhréidheacha, splincíneacha le fo-struchtúir lochtacha a shaintréithrítear le greillí dílsithe ar a dteorainneacha – gné mhí-inmhianaithe a d'fhéadfadh cur isteach go diúltach ar phróisis shintéireachta.

Saintréithe

Cuireann an carbón sileacain go leor saintréithe ar fáil a fhágann gur féidir é a úsáid i réimsí tionsclaíocha éagsúla. Go háirithe, tá sé thar a bheith crua, le rátáil chruas Mohs de 9. Ina theannta sin, tá an t-ábhar seo neamhghníomhach go ceimiceach agus cuireann sé friotaíocht mhór ar chreimeadh ar fáil, friotaíocht teasa suas go teochtaí arda, agus tá neart teanntachta maith agus cóimheas íseal leathnaithe theirmigh aige – cáilíochtaí a fhágann go bhfuil an carbón sileacain oiriúnach do go leor úsáidí tionsclaíocha.

Bíonn tionchar ollmhór ag próisis táirgthe carbáid shileacain ar a chuid airíonna agus úsáidí. D'fhorbair Edward Goodrich Acheson próiseas Acheson, a bhaineann le meascán de ghaineamh grianchloiche, coke peitriliam agus scealpóga adhmaid a théamh go teochtaí an-ard chun frithghníomhartha ceimiceacha a spreagadh a tháirgeann criostail charbáide sileacain – is féidir na criostail seo a bhrú ansin ina ngalán nó iad a chaitheamh ina n-ingneoga le díol.

Úsáidtear an púdar gráinníneach seo go coitianta ag tionscail an aerfhóirne agus na ngluaisteán le haghaidh snasú agus lapáil páirteanna chun toisí beachta agus bailchríocha mín a bhaint amach, agus úsáidtear é freisin i gceirmeach, i dtáirgeadh gloine agus i dtáirgeadh cruach agus miotal eile. Chruthaigh Alter Technology ciorcad raidió leis an ábhar seo atá in ann seasamh in aghaidh dhálaí fíor-dhian na spáis.

Iarratais

Is ábhar neamh-ocsaíde den scoth é ceirmeach carbónsileacain le feidhmeanna éagsúla mar gheall ar a chruas (cruas Mohs > 9), a neamhghníomhaíocht cheimiceach, a choéifeacht íseal leathnaithe theirmigh agus a fhriotaíocht ar theas agus ar thionchar araon. Baintear úsáid as carbónsileacain mar chodanna frithchaitheamh in ábhar scríobach nó mar chodanna frithchaitheamh i gcodanna frithchaitheamh i gceirmeacha teimhneacha, chomh maith le feidhmeanna leathsheoltóra agus leictreacha, mar gheall ar a airíonna seoltachta teirmeach.

Chun SiC a tháirgeadh, nascann monaróirí sileacáit aimorfach le carbón ar dtús ag teochtaí arda – gual-cóic mar fhoinse charbóin de ghnáth – sula meiltear go mion é agus go measctar le méideanna beaga bauxite é chun réamhfhoirm a chruthú. Ansin déantar é a dhoipithe le haghaidh nítrigin-dhoipithe (SiC de chineál n) nó doipithe le bór, alúmanam, agus galliam (SiC de chineál p), ag brath ar an bhfeidhmchlár atá ag teastáil.

Ansin, úsáideann monaróirí an réamhfhoirm seo chun carbáid sileacain chiúbach a tháirgeadh trí nascadh trí imoibriú nó trí leagan síos gaile ceimiceach. Is é nascadh trí imoibriú an cur chuige is coitianta; baineann sé seo lena théamh go 1410°C agus lena dhoipíocht le nítrigin nó le bór chun SiC de chineál n a tháirgeadh. Éilíonn leagan síos gaile ceimiceach i bhfad níos mó fuinnimh agus trealaimh dá phróiseas; éilíonn nascadh trí imoibriú i bhfad níos lú.

Tá púdar SiC de ghrád leathsheoltóra seoltach deartha chun freastal ar na riachtanais fáis uathúla a bhaineann le modhanna éagsúla chun aonchriostail aonair de charbón sileacain seoltach de chineál n den tríú glúin a fhás. Tá dáileadh méide cáithníní optamach ag an gcineál seo púdair le fíorbheagán folús, agus leibhéil íonachta táirge á soláthar a sháraíonn 6N.