Pluhurat e karbidit të silikonit revolucionarizojnë forcën e qeramikës

Karidi i silikonit (SiC) është një material qeramik inert dhe i fortë me vetitë fizike të jashtëzakonshme. Përdoret në materiale refraktare dhe abrazive për shkak të fortësisë së tij, si dhe në aplikime me temperatura të larta ku stabiliteti termik dhe rezistenca ndaj konsumit janë thelbësore.

Vetëm diamanti dhe karbidi i borit janë më të fortë se SiC. Kur është me pastërti të lartë, SiC mund të duket i paluajtshëm; përndryshe mund të marrë nuanca të zeza kur prodhohet me metodën Lely.

Fortësia

Karidi i silikonit — më shpesh i njohur si karborundum — është një përbërës kimik jashtëzakonisht i fortë, i përbërë nga silikoni dhe karboni, që në natyrë gjendet vetëm herë pas here si moissanit; megjithatë, që nga fundi i shekullit të 19-të, prodhimi masiv është kryer si në formë pluhuri ashtu edhe në formë kristali.

Karidi i silikonit të zi (SiC) shpesh përdoret në materiale gërryese për shkak të vetive të tij të forta dhe rezistente ndaj konsumit. Për më tepër, SiC mund të gjendet gjithashtu si pjesë e veshjeve refraktare, ngrohësve/elementeve ngrohëse, mjeteve prerëse dhe substrateve gjysmëpërçuese që përdoren me LED-e dhe pajisje energjetike.

Karburdi i silicit i lidhur me nitrid (NB SiC) prodhohet përmes një procesi të quajtur nitridim, në të cilin grimcat e papërpunuara të SiC ngrohen dhe përzihen me përbërës që përmbajnë azot për të formuar një material kompozit të dendur dhe mekanikisht të fortë. Për më tepër, kjo formë e karburdit të silicit ka rezistencë të shkëlqyer ndaj shokut termik, duke i lejuar asaj të përballojë ndryshime të shpejta të temperaturës pa çarje ose shpërbërje me kalimin e kohës.

Forca

Karidi i silikonit është një nga materialet qeramike jo-oksidore më të forta, me një vlerësim të fortësisë Knoop jashtëzakonisht të lartë, midis diamantit dhe nitridit kubik të borit, që ofron rezistencë afatgjatë ndaj konsumit dhe forcë për t'i përballuar temperaturat dhe streset ekstreme.

Pluhuri i SiC-së së zezë përdoret gjerësisht nga industritë automobilistike dhe aerohapësinore për gërryerjen, polirimin dhe laprimin e pjesëve metalike dhe qeramike në përmasa të sakta me përfundime të lëmuara. Për shkak të forcës së tij më të madhe se diamanti, ky abraziv shpesh zgjidhet mbi rivalin e tij.

Karburidi i silikonit i lidhur me reaksion (RB SiC) prodhohet duke injektuar silikon të shkrirë në material karboni poroz të formuar në formën e pjesës së dëshiruar, duke rezultuar në një qeramikë strukturore me performancë të lartë, rezistente ndaj kimikateve dhe me koeficient të ulët të zgjerimit termik. RB SiC mund të gjendet në pompa dhe vulat mekanike, rulmanë dhe komponentë më të mëdhenj të konsumit.

Fortësia

Karidi i silikonit është një nga tre substancat më të forta në Tokë, i dyti vetëm pas diamantit dhe karidit të borit. Për shkak të kësaj fortësie të jashtëzakonshme, karidi i silikonit mund të përballojë presion ekstrem dhe stres mekanik, duke e bërë të përshtatshëm për komponentë aerohapësinorë, aplikime automobilistike dhe vegla prerëse.

Keramika me performancë të lartë është shumë rezistente ndaj korrozionit dhe konsumit, dhe mund të përballojë ndryshime të shpejta të temperaturës pa çarje ose deformim. Për më tepër, ajo mund të përpunohet në keramika funksionale, materiale refraktare të avancuara dhe madje edhe abraziva për përdorim.

Pluhuri i karbidi i silicit të zi (SiCp) është një mjet thelbësor në mprehjen, laqerimin dhe polirimin e metaleve, qeramikës dhe qelqit për përmasa precize dhe sipërfaqe të lëmuara. Përveç përdorimit si material gërryes, SiC mund të shërbejë edhe si antioksidant në prodhimin e çelikut dhe në fonderi, si dhe si material rezistent ndaj temperaturave të larta në fonderi. Lloje të tjera të SiC përfshijnë karbidi i silikonit të lidhur me nitrid (NB SiC) dhe karbidi i silikonit të sinteruar me lidhje reaksioni-nitrid (SRBSN); këto procese prodhojnë SRBSN përmes ngrohjes në furrë rezistencë.

Rezistenca ndaj nxehtësisë

Karidi i silikonit është një zgjedhje ideale materiale për aplikime që kërkojnë qëndrueshmëri dhe fortësi ekstreme, si frenat e makinave ose pllakat qeramike që gjenden në jelekët antiplumb. Për më tepër, ky material ka veti të shkëlqyera rezistence kimike dhe madje mund të përballojë temperatura të larta pa u shkrirë.

Moissanite është një nga materialet sintetike më të forta, me shkallë ashpërsie Mohs prej 9, e krahasueshme me diamantin. Edhe pse ekziston natyrshëm si minerali i rrallë moissanite, proceset e prodhimit në masë përdorin pluhur silikoni dhe pluhur karboni përmes sinterimit për prodhimin në masë të kësaj substance sintetike të fortë.

Forca e karbidi i silikonit rritet përmes anelimit për shkak të lidhjeve hidrogjenore në sipërfaqet jo-polare, dhe është i dobishëm si deoksidues në prodhimin e çelikut duke nxitur karburimin dhe duke rritur shkallët e rikuperimit të elementeve të aliazhimit. Për shkak të stabilitetit të tij termik dhe inertësisë kimike, komponentët prej karbidi silikoni për pajisjet e përpunimit të waferëve gjysmëpërçues garantojnë performancë të besueshme edhe në mjedise me temperatura të larta.

Përçueshmëria

Pluhuri i karbidit të silikonit ofron kombinimin ideal të fortësisë dhe konduktivitetit kur përdoret si abraziv ose në komponentë qeramikë rezistentë ndaj gërryerjes, si dhe kur lidhet së bashku përmes sinterimit për krijimin e produkteve qeramike industriale me performancë të lartë.

Keramikat me karbid silikoni janë bërë një nga materialet keramike më të kërkuara sot për shkak të vetive të tyre të jashtëzakonshme, që variojnë nga qëndrueshmëria ekstreme dhe rezistenca ndaj korrozionit deri te stabiliteti termik dhe toleranca ndaj nxehtësisë – cilësi që e kanë bërë atë një nga zgjedhjet kryesore si për blloqet e frenave të automjeteve të konsumatorëve, ashtu edhe për pllakat e jelekëve antiplumb. Karbidi i silikonit ofron si forcë ashtu edhe qëndrueshmëri termike.