Սիլիցիումային կարբիդի փոշիներ՝ կերամիկայի ամրության հեղափոխություն

Սիլիցիում-կարբիդը (SiC) անակտիվ, կոշտ կերամիկական նյութ է՝ բացառիկ ֆիզիկական հատկություններով։ Այն կիրառվում է հակաթափանցիչ և աբրասիվ նյութերում՝ իր կոշտության շնորհիվ, ինչպես նաև բարձր ջերմաստիճանի կիրառություններում, որտեղ ջերմային կայունությունն ու մաշվածության դիմադրությունը առավել կարևոր են։.

Միայն ադամանդը և բորի կարբիդը ավելի կոշտ են SiC-ից։ Բարձր մաքրության դեպքում SiC-ը կարող է անգույն լինել; այլապես՝ Լելի մեթոդով արտադրվելիս այն կարող է ստանալ սև երանգներ։.

Կոշտություն

Սիլիցիում-ածխածնի միացությունը, որը սովորաբար կոչվում է կարբորունդում, արտասովոր կարծր քիմիական միացություն է՝ կազմված սիլիցիումից և ածխածնից, որը բնության մեջ միայն երբեմն հանդիպում է որպես մոյսանիտ; սակայն 19-րդ դարի վերջինից ի վեր այն զանգվածային արտադրվում է թե՛ փոշու, թե՛ բյուրեղային ձևով։.

Սև սիլիցիումային կարբիդը (SiC) հաճախ օգտագործվում է աբրասիվներում՝ իր կոշտ և մաշման դիմացկուն հատկությունների շնորհիվ։ Բացի այդ, SiC-ը հանդիպում է նաև որպես կրակադիմացկուն ծածկույթների, տաքացուցիչների/տաքացուցիչ տարրերի, կտրող գործիքների և կիսահաղորդիչ ենթաշերտերի բաղադրիչ՝ օգտագործվող LED-ների և հզորության սարքերի հետ։.

Նիտրիդային կապակցված սիլիցիումային կարբիդը (NB SiC) ստացվում է նիտրիդացման գործընթացով, որի ընթացքում հում SiC հատիկները տաքացվում և խառնում են ազոտ պարունակող միացությունների հետ՝ ստանալու խիտ և մեխանիկապես ամուր կոմպոզիտային նյութ։ Բացի այդ, այս տեսակի սիլիցիումային կարբիդը ունի գերազանց ջերմային ցնցումների դիմադրություն, որը թույլ է տալիս դիմակայել արագ ջերմաստիճանային փոփոխություններին առանց ճաքելու կամ քայքայվելու ժամանակի ընթացքում։.

Ուժ

Սիլիցիումային կարբիդը ոչ օքսիդային կերամիկական նյութերի ամենաուժեղներից մեկն է, որը ադամանդի և խորանարդային բորի նիտրիդի միջև ունի բացառիկ բարձր Knoop կարծրության ցուցանիշ, ապահովելով երկարաժամկետ մաշվածության դիմադրողականություն և բավարար ամրություն ծայրահեղ ջերմաստիճանների ու լարումների հանդուրժելու համար։.

Սև SiC փոշին լայնորեն կիրառվում է ավտոմոբիլային և օդատիեզերական արդյունաբերություններում մետաղյա և կերամիկական մասերի մշակման, փայլեցման և հարթեցման համար՝ ապահովելով ճշգրիտ չափեր և հարթ մակերեսներ։ Դիամանդի համեմատ ավելի բարձր ամրության շնորհիվ այս աբրասիվը հաճախ նախընտրում են մրցակցի նկատմամբ։.

Ռեակցիոն կապակցված սիլիցիում-կարբիդը (RB SiC) ստացվում է հալված սիլիցիումը ներարկելով ցանկալի մասի ձև ունեցող ծակոտկեն ածխածնային նյութի մեջ, ինչի արդյունքում ստացվում է բարձր արդյունավետությամբ, քիմիական դիմացկուն կառուցվածքային կերամիկա՝ ցածր ջերմային ընդարձակման գործակիցով։ RB SiC-ը հանդիպում է պոմպերում և մեխանիկական կնքումներում, լագերներում և ավելի մեծ մաշվածության բաղադրիչներում։.

Դիմացկունություն

Սիլիցիումի կարբիդը Երկրի երեք ամենակոշտ նյութերից մեկն է՝ զիջելով միայն ադամանդին և բորի կարբիդին։ Այս անհավանական կոշտության շնորհիվ սիլիցիումի կարբիդը կարող է դիմակայել թե ծայրահեղ ճնշմանը, թե մեխանիկական լարվածությանը, ինչը այն դարձնում է հարմար օդատիեզերական բաղադրիչների, ավտոմոբիլային կիրառությունների և կտրող գործիքների համար։.

Բարձր արդյունավետության կերամիկան շատ դիմացկուն է կոռոզիային և մաշվածությանը, և կարող է դիմակայել արագ ջերմաստիճանի փոփոխություններին առանց ճաքելու կամ դեֆորմացվելու։ Բացի այդ, այն կարելի է վերածել ֆունկցիոնալ կերամիկաների, առաջադեմ ջերմակայուն նյութերի և նույնիսկ օգտագործման համար նախատեսված աբրասիվների։.

Սև սիլիցիում-կարբիդային փոշին (SiCp) հանդիսանում է մետաղի, կերամիկայի և ապակիի ճշգրիտ չափերի և հարթ մակերեսների մշակման, հարթեցման և փայլեցման համար անհրաժեշտ գործիք։ Բացի որպես քերծող նյութ օգտագործվելուց, SiC-ը կարող է ծառայել նաև որպես հակաօքսիդիչ պողպատագործության և ձուլարաններում, ինչպես նաև որպես բարձր ջերմաստիճանի դիմացկուն նյութ ձուլարաններում։ SiC-ի այլ տեսակների մեջ են մտնում նիտրիդային կապակցված սիլիցիումային կարբիդը (NB SiC) և սինթերացված ռեակցիոն կապակցված սիլիցիումային կարբիդի նիտրիդը (SRBSN); այս գործընթացները SRBSN-ը ստացվում է դիմադրողական վառարանի տաքացման միջոցով։.

Ջերմակայունություն

Սիլիցիումային կարբիդը իդեալական նյութ է այն կիրառությունների համար, որոնք պահանջում են ծայրահեղ դիմացկունություն և կոշտություն, օրինակ՝ ավտոմեքենայի արգելակներ կամ կրակակայուն ժիլետներում օգտագործվող սերամիկական թերթիկներ։ Բացի այդ, այս նյութը ունի գերազանց քիմիական դիմադրողականություն և կարող է դիմանալ բարձր ջերմաստիճաններին առանց հալվելու։.

Մոյսանայթը սինթետիկ նյութերի ամենակոշտերից մեկն է՝ Մոհսի կոշտության 9 միավորով, որը համեմատելի է ադամանդի հետ։ Չնայած այն բնության մեջ հանդիպում է որպես հազվագյուտ միներալ՝ մոյսանայթ, զանգվածային արտադրության համար կիրառվում են սիլիցիումի և ածխածնի փոշիների սինթերման գործընթացներ։.

Սիլիցիումային կարբիդի ամրությունը աճում է անելացման ընթացքում՝ ոչ պոլար մակերեսների ջրածնի կապերի ձևավորման շնորհիվ, և օգտակար է որպես օքսիդազերծիչ պողպատագործության մեջ՝ խթանելով կարբուրիզացիան և բարձրացնելով խառնուրդ տարրերի վերականգման տեմպերը։ Շնորհիվ իր ջերմային կայունության և քիմիական անտարբերության՝ կիսահաղորդիչ վաֆերների մշակման սարքավորումների սիլիցիումային կարբիդային բաղադրիչները երաշխավորում են հուսալի աշխատանք անգամ բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում։.

Շարժունակություն

Սիլիցիումային կարբիդի փոշիները, երբ օգտագործվում են որպես աբրասիվ կամ հագուստակայուն կերամիկական բաղադրիչներում, ինչպես նաև սինթերման միջոցով միաձուլվելով, ապահովում են կարծրության և հաղորդունակության իդեալական համադրություն՝ բարձր արդյունավետ արդյունաբերական կերամիկական արտադրանքներ ստեղծելու համար։.

Սիլիցիում-կարբիդային կերամիկաները այսօր դարձել են ամենահաճախ պահանջվող կերամիկական նյութերից մեկը՝ իրենց բացառիկ հատկությունների շնորհիվ, որոնք ընդգրկում են ծայրահեղ դիմացկունություն և կոռոզիայից պաշտպանվածություն, ջերմային կայունություն և ջերմակայունություն՝ հատկություններ, որոնք այն դարձրել են սպառողական ավտոմեքենաների արգելակային բլոկների և կրակակայանների վահանակների առաջնային ընտրություններից մեկը։ Սիլիցիում-կարբիդը ապահովում է և՛ ամրություն, և՛ ջերմային դիմացկունություն։