Кремний карбид порошоктору керамиканын бекемдигин революциялап жатат

Кремний карбиди (SiC) — бейтарап, катуу керамикалык материал болуп, өзгөчө физикалык касиеттерге ээ. Ал катуулугуна байланыштуу отко чыдамдуу материалдарда жана абразивдерде, ошондой эле жылуулук туруктуулугу жана кийилүүгө туруктуулугу эң маанилүү болгон жогорку температура колдонмолорунда колдонулат.

SiCден гана алмаз жана бор карбиди катуу. Жогорку тазалыкта болгондо SiC түсү жок болуп көрүнүшү мүмкүн; болбосо Лели ыкмасы менен өндүрүлгөндө кара түстө болот.

Катуулук

Кремний карбиди — көбүнчө карборундум деп аталган — кремний менен көмүртектин химиялык бирикмесинен турган өтө катуу зат, табиятта сейрек эле моissanite түрүндө кездешет; бирок 19-кылымдын аягынан бери аны порошок жана кристалл түрүндө массалык өндүрүштө чыгарышат.

Кара кремний карбиди (SiC) катуу жана эскирүүгө туруктуу касиеттерине байланыштуу абразивдүү материалдарда кеңири колдонулат. Мындан тышкары, SiC отко чыдамдуу каптоолордо, жылыткычтарда/жылытуу элементтеринде, кесүүчү аспаптарда жана LEDдер менен кубат түзүлүштөрүндө колдонулуучу жарым өткөргүч субстраттарда да кездешет.

Нитриддик байланышкан кремний карбиди (NB SiC) нитриддөө деп аталган процесс аркылуу өндүрүлөт, анда чийки SiC дандар ысытылып, азот камтыган бирикмелер менен аралаштырылып, тыгыз жана механикалык жактан бекем композиттик материал түзүлөт. Мындан тышкары, бул түрдөгү кремний карбид жылуулук соккусуна туруктуулугу жогору болуп, тез температуралык өзгөрүүлөргө жарылбай же убакыт өтүү менен талкаланбай туруштук бере алат.

Күч

Кремний карбид — оксидсиз керамикалык материалдардын эң бекемдеринин бири, ал алмаз менен кубдук бор нитриддин ортосундагы өтө жогорку Knoop катуулук рейтинги менен узак мөөнөттүү эскирүүгө жана жыртылууга туруктуулукка, ошондой эле өтө жогорку температураларга жана стресстерге чыдамдуулукка ээ.

Кара SiC порошогу автомобиль жана авиакосмос өнөр жайларында металл жана керамикалык бөлүктөрдү так өлчөмдөргө ылайык тегиздеп, жылтыратуу жана лаппинг үчүн кеңири колдонулат. Ал алмазга караганда жогорку бекемдикке ээ болгондуктан, бул абразивдик материал көбүнчө атаандашына караганда артык көрүлөт.

Реакциялык байланышкан кремний карбиди (RB SiC) каалаган бөлүк формасындагы тешиктүү көмүртек материалына эритилген кремнийди инъекциялоо жолу менен өндүрүлөт, натыйжада жогорку натыйжалуу, химиялык туруктуу, аз жылуулук кеңейүү коэффициенти бар конструкциялык керамика алат. RB SiC насостордо жана механикалык тыгыздоолордо, подшипниктерде жана ири эскирүүчү компоненттерде колдонулат.

Катуулук

Кремний карбиди – бул жер жүзүндөгү эң катуу үч заттын бири, алмаз жана бор карбидинен кийин экинчи орунда турат. Бул таң калыштуу катуулук кремний карбидине өтө жогорку басымга жана механикалык чыңалууга туруштук берүүгө мүмкүндүк берет, ошондуктан ал авиациялык компоненттерде, автоунаа тармагында жана кесүүчү шаймандарda колдонууга ылайыктуу.

Жогорку натыйжалуу керамика коррозияга жана тозууга өтө чыдамдуу, ошондой эле тез температуралык өзгөрүүлөргө жарылбай жана деформацияланбай туруштук бере алат. Мындан тышкары, аны функционалдык керамикага, жогорку температурага чыдамдуу материалдарга жана ал тургай абразивдик материалдарга иштетүүгө болот.

Кара кремний карбид порошогу (SiCp) металлды, керамиканы жана айнекти так өлчөмдөргө жана жылмакай беттерге жылмалоо, лаптөө жана полировкалоо үчүн зарыл курал болуп саналат. Абразивдүү материал катары колдонулушунан тышкары, SiC болот эритүү жана литейкаларда антиоксидант катары, ошондой эле жогорку температурага туруктуу материал катары да кызмат кылат. SiCтин башка түрлөрүнө нитриддик байланышкан кремний карбиди (NB SiC) жана реакциялык байланышкан синтрленген кремний карбид нитриди (SRBSN) кирет; бул процесстер SRBSNди каршылык мешти ысытуу жолу менен өндүрөт.

Ысыкка туруктуулук

Кремний карбиди өтө чыдамкайлыкты жана катуулукту талап кылган колдонмолор үчүн, мисалы, унаа тормоздору же бронежилеттеги керамикалык плиталар үчүн идеалдуу материал болуп саналат. Мындан тышкары, бул материал химиялык таасирлерге мыкты туруштук берет жана эрибестен жогорку температурага чыдай алат.

Мойсанаит — синтетикалык материалдардын эң катууларынын бири, Моос катуулук шкаласы боюнча 9 баллга ээ, бул көрсөткүч алмазга барабар. Ал сейрек кездешүүчү мойсанаит минералы катары табигый түрдө бар болсо да, бул катуу синтетикалык затты массалык өндүрүүдө кремний жана көмүртек порошокторун синдирүү ыкмасы менен колдонушат.

Кремний карбиддин бекемдиги поляр эмес беттердеги сутектик байланыштардын эсебинен аннелденүү учурунда жогорулайт жана болот эритүүдө деоксиддештиргич катары карбуризацияны стимулдап, эритме элементтерин калыбына келтирүү ылдамдыгын жогорулатуу менен пайдалуу болот. Анын жылуулук туруктуулугу жана химиялык бейтараптыгынын аркасында жарым өткөргүч вафлилерди иштетүүчү жабдуулар үчүн кремний карбидден жасалган компоненттер жогорку температурада да ишенимдүү иштешин камсыздайт.

Өткөргүчтүк

Кремний карбид порошоктору абразив катары же абразияга туруктуу керамикалык компоненттерде колдонулганда, ошондой эле синтерлөө жолу менен бириктирилгенде жогорку катуулук менен электр өткөргүчтүктүн идеалдуу айкалышын камсыз кылып, жогорку натыйжалуу өнөр жай керамикалык буюмдарды жаратууга мүмкүндүк берет.

Кремний карбид керамикасы бүгүнкү күндө эң көп суралган керамикалык материалдардын бири болуп калды, анткени анын өзгөчө касиеттери – өтө бышыктыктан жана коррозияга туруктуулуктан баштап, жылуулук туруктуулугуна жана жогорку температурага чыдамдуулугуна чейин – аны керектөөчүлөрдүн автоунаа тормоз колодкалары жана бронежилет плиталары үчүн негизги тандоолордун бирине айлантты. Кремний карбид бекемдикти жана жылуулук чыдамдуулукту камсыз кылат.