Pluhura të karbidit të silikonit që revolucionarizojnë proceset e prodhimit në temperatura të larta

Abrasivët prej karbidi silikoni (SiC) vijnë në madhësi të ndryshme grimcash dhe shpesh gjenden si në abrasivët me lidhës ashtu edhe në ata të veshur. Ndërsa SiC mund të gjendet në mënyrë natyrale në xhevahiret e moissanitit, shumica e prodhimit të SiC përdor procesin Acheson ose teknologjinë e depozitimit me avull kimik.

Refrakteriteti, konduktiviteti i lartë termik dhe rezistenca ndaj korrozionit e bëjnë atë materialin e përsosur për veshjet e furrave, krucibilet dhe komponentët e tjerë të prodhimit të çelikut.

Metodat e përmirësuara të sintezës

Karidi i silicit njihet gjerësisht për fortësinë e tij të jashtëzakonshme (i dyti vetëm pas diamantit dhe nitridit kubik të borit), për rezistencën e lartë, stabilitetin kimik dhe rezistencën ndaj temperaturës – cilësi që e bëjnë atë materialin kryesor për aplikimet në prodhimin e qeramikës dhe materialeve refraktare. Për më tepër, karbidi i silikonit gjen gjithashtu përdorim të gjerë në pajisje elektronike me performancë të lartë – veçanërisht në semikonduktorë fuqie, tranzistorë me efekt fushor semikonduktorë me oksid metalesh (MOSFET) dhe tranzistorë bipolarë me portë të izoluar (IGBT).

Prodhuesit prodhojnë karbid silikoni duke ngrohur një përzierje rëre silikë dhe kokë në temperatura jashtëzakonisht të larta derisa reagimi i tyre kimik, i njohur si sintezë e SiC, prodhon forma të kristalizuara të njohura si SiC i gjelbër ose i zi, në varësi të nivelit të pastërtisë. Pasi prodhohet, SiC mund të rafinohet më tej në madhësi grimcash të përshtatura për aplikime specifike përmes metodave të ndryshme të sintezës si skema Acheson, reduktimi termik me karbon dhe dekompozimi termik i polimerit të lëngshëm – secila prej tyre përdor procese ngrohjeje me konsum të lartë energjie që duhet të arrijnë temperatura reaksioni për të formuar kristale të kristalizuar SiC, para se të nevojiten larja me acid dhe tharja, përpara se prodhimi të përfundojë dhe të marrë formën e tij përfundimtare.

Automatizim

Prodhimi i karbhidit të silikonit fillon me përzierjen e kokës së pulverizuar dhe kuarcit, e ndjekur nga aplikimi i rrymës elektrike përmes një bërthame grafiti për ta ngrohur derisa të dalë karbidi i rafinuar i silikonit (SiC) – ky proces njihet si procesi Acheson.

Pasi lëndët e para janë përgatitur, mund të përdoren teknika të ndryshme për t'i kthyer pluhurat në saggarë. Pasi formohen, këta saggarë i nënshtrohen hapat e pas-përpunimit, si përpunimi mekanik dhe veshja e sipërfaqes, që sigurojnë qëndrueshmërinë dhe rezistencën ndaj korrozionit kimik në temperatura më të larta.

Pluhuri i karbidi silikoni i zi është një material gjithnjë e më i popullarizuar për prodhimin e produkteve gërryese si rrotat e gërryerjes dhe mjetet e prerjes, falë fortësisë së tij të jashtëzakonshme dhe përçueshmërisë termike të lartë. Për më tepër, ky material gjendet në proceset e prodhimit të industrisë elektronike për gjysmëpërçues dhe dioda, si dhe ka rezistencë të lartë ndaj temperaturave të larta, gjë që e bën të përshtatshëm për prodhimin e materialeve refraktare të përdorura në furrat, tenxheret dhe kruciblet në industrinë e ndërtimit ose metalurgjisë.

Përpunim në temperaturë më të lartë

Pluhuri i karbidit të silikonit ofron veti mekanike të shkëlqyera që e bëjnë të përshtatshëm për aplikime me temperatura të larta. Fortësia dhe rezistenca ndaj konsumit e bëjnë atë jashtëzakonisht rezistent ndaj konsumit, ndërsa stabiliteti termik, rezistenca kimike dhe përçueshmëria elektrike e bëjnë atë shumë të kërkuar.

Prodhimi i këtij materiali përfshin ngrohjen e një përzierje silikë dhe kokë në temperatura shumë të larta në një furrë të veçantë, gjë që shkakton reagimet e tyre dhe formimin e kristaleve të mëdha të karbidi i silikonit.

Pasi të jetë formuar karbidi i silikonit, ai duhet të lahet për të hequr papastërtitë para se të thahet duke përdorur teknika të ndryshme si tharja me ajër të nxehtë, tharja në vakum ose tharja me mikrovalë.

Pas tharjes, karbidi i silicit thërrmohet, klasifikohet, mulliset sërish dhe përpunohet për aplikime specifike. Rezultati përfundimtar është një ingot që më pas mund të formësohet për t'iu përshtatur specifikimeve individuale – për shembull, prodhuesit e përdorin këtë ingot për të krijuar nozëla djegieje – një komponent thelbësor në sigurimin e efikasitetit maksimal të atomizimit të karburantit.

Qëndrueshmëria

Pluhuri i karbidit të silikonit dallohet në mjedise prodhuese sfiduese me vetitë e tij mbresëlënëse, si fortësi e jashtëzakonshme, përçueshmëri termike e shkëlqyer dhe rezistencë ndaj korrozionit. Për këtë arsye, ky material prej kohësh përdoret në prodhimin e materialeve abrazive dhe elektronikës, përfshirë prerjen dhe polirimin e metaleve ose pllakave qeramike.

Për shkak të fortësisë dhe mprehtësisë së jashtëzakonshme, diamanti përdoret gjerësisht në industrinë e materialeve gërryese për prodhimin e rrotave të bluarjes dhe disqeve prerëse. Prodhuesit elektronikë gjithashtu mbështeten shumë tek ai për shkak të vetive të shkëlqyera të konduktivitetit termik si dhe rezistencës ndaj konsumit.

Prodhimi i karbhidit të silikonit mund të bëhet në mënyrë të përgjegjshme ndaj mjedisit, duke përdorur burime të rinovueshme të energjisë dhe sisteme për rikuperimin e mbetjeve për të minimizuar emetimet e gazrave serrë. Duke zbatuar këto praktika, prodhuesit mund të ulin përdorimin e energjisë dhe të reduktojnë kostot operative – diçka veçanërisht e rëndësishme në klimën e sotme të rritjes së çmimeve të energjisë.