Si të prodhohen pluhurat e karbidit të silikonit

Karidi i silicit, i njohur më shpesh si karborundum, është i fortë si diamanti dhe shumë rezistent ndaj konsumimit. Për më tepër, vetitë e tij keramike e bëjnë të përshtatshëm për mjedise me temperatura të larta dhe mjedise me tension elektrik.

Procesi i prodhimit të Lely-së jep një pluhur që mund të pritet në gurë moissanite për t'u përdorur si gurë të çmuar, ndërsa prodhuesit gjithashtu e përdorin atë në prodhimin e artikujve gërryes dhe produkteve që kërkojnë fortësi.

Burime

Karidi i silicit (SiC), i njohur gjithashtu si karborundum /krbnm/, është një përbërës jashtëzakonisht i fortë i silicit dhe karbonit që formohet natyrshëm si minerali moissanite dhe prodhohet në masë si një abraziv që nga fundi i shekullit të 19-të. Lidhja e SiC-së për të formuar qeramika të forta ose dopimi i tij me azot, fosfor, berilium ose alumin mund të krijojë gjysmëpërçues të tipit n ose p.

SiC industrial zakonisht prodhohet përmes procesit Acheson, duke ngrohur rërën silikore me burime karboni si kokë nafte në temperatura të larta në një furrë të hapur, duke prodhuar grimca jeshile ose të zeza në varësi të nivelit të pastërtisë së tyre.

SiC njihet për përçueshmërinë e tij të shkëlqyer termike dhe rezistencën ndaj korrozionit. Me koeficient të ulët të zgjerimit termik, raport të lartë forca/fortësi, stabilitet kimik dhe lehtësi për përpunim me makinë, ai shërben si një lëndë e parë kryesore në shumë aplikime industriale, si refraktare me cilësi të lartë, abrazivë dhe qeramika [16].

Përpunim

Karidi i silicit (SiC) është një material qeramik teknik me vetitë unike të tilla si inertësia kimike në të gjitha temperaturat, rezistenca ndaj goditjeve termike dhe sinterueshmëria e lartë. SiC përdoret në aplikacione të ndryshme qeramike teknike, duke përfshirë prodhimin e pajisjeve të furrës dhe të pajisjeve për trajtimin e lëngjeve, si dhe rulmanët dhe pjesët e konsumit. Përdorime të tjera të SiC përfshijnë filtrat e grimcave të dizelit dhe mbrojtjen balistike. Washington Mills ofron pajisje për thërrmim, bluarje dhe klasifikim, të afta për të prodhuar lëndë të para që plotësojnë standardet ANSI, FEPA dhe JIS.

Pluhurat SiC mund të ndryshojnë në madhësinë e grimcave në varësi të gjendjes së tyre fillestare dhe burimit të karbonit. Një proces i njohur përgatitjeje për sintezën e SiC është reduktimi termik me karbon; ky përfshin reagimin e një përzierjeje që përmban një mole SiO2 më pak se 200 mech me 1.5–3 mole burim karboni; larja me acid, ngrohja dhe reagimi i solucionit të formuar do të eliminojnë prodhimin e karbonit të qelqit.

Pluhuri SiC i prodhuar përmes analizës sasiore me Rreze X analizohet më tej duke përdorur formën e grimcave, përbërjen granulometrike dhe analizën e sipërfaqes specifike. Karakteristikat e rëndësishme përfshijnë formën e grimcave, përbërjen granulometrike dhe sipërfaqen specifike. Grimcat SiC zakonisht shfaqin struktura të sheshta, të copëtuara me nënstruktura të dëmtuara të karakterizuara nga rrjetat e dislokimeve në skajet e tyre – një karakteristikë e padëshirueshme që mund të ndikojë negativisht në proceset e sinterimit.

Karakteristika

Karidi i silikonit ofron shumë karakteristika unike që e bëjnë të zbatueshëm në fusha të ndryshme industriale. Veçanërisht, ai është jashtëzakonisht i fortë, me shkallë fortësie Mohs prej 9. Për më tepër, ky material është kimikisht inert, ofron rezistencë të madhe ndaj gërvishtjes, rezistencë ndaj nxehtësisë deri në temperatura të larta, ka forcë të mirë të tërheqjes dhe koeficient të ulët të zgjerimit termik – cilësi që e bëjnë karidin e silikonit të përshtatshëm për shumë përdorime industriale.

Proceset e prodhimit të karbidi i silicit kanë një ndikim të jashtëzakonshëm në vetitë dhe përdorimet e tij. Edward Goodrich Acheson zhvilloi procesin Acheson, i cili përfshin ngrohjen e një përzierjeje rërë kuarci, kokë nafte dhe copa druri në temperatura jashtëzakonisht të larta për të shkaktuar reaksione kimike që prodhojnë kristale karbidi i silicit – këto kristale më pas mund të thërrmohen në pluhur ose të derdhen në ingotë për shitje.

Ky pluhur abraziv përdoret zakonisht nga industritë e aviacionit dhe automobilizmit për fërkim dhe lëmuarjen e pjesëve për të arritur përmasa të sakta dhe përfundime të lëmuara, ndërsa gjen gjithashtu përdorim në qeramikë, prodhimin e qelqit dhe prodhimin e çelikut dhe metaleve të tjera. Alter Technology krijoi një qark radioje duke përdorur këtë material që mund të përballojë kushtet ekstreme të hapësirës.

Aplikimet

Keramika e karbhidit të silikonit është një material jo-oksid i jashtëzakonshëm me aplikime të ndryshme për shkak të fortësisë së tij (fortësi Mohs > 9), inertësisë kimike, koeficientit të ulët të zgjerimit termik dhe rezistencës ndaj nxehtësisë dhe goditjeve. Karbidi i silikonit përdoret si pjesë rezistente ndaj konsumit në materiale abrazive ose si pjesë rezistente ndaj konsumit në keramika refraktare, si dhe në aplikime gjysmëpërçues dhe elektrike për shkak të vetive të tij të konduktivitetit termik.

Për të prodhuar SiC, prodhuesit së pari kombinojnë silikë amorfe me karbon në temperatura të larta – zakonisht kokë qymyri si burim karboni – para se ta bluajnë imët dhe ta përziejnë me sasi të vogla boksiti për të formuar një preformë. Më pas kryhet dopimi me azot (SiC i tipit n) ose dopimi me bor, alumin dhe gallium (SiC i tipit p), në varësi të aplikimit të dëshiruar.

Pastaj prodhuesit përdorin këtë parapërformë për të prodhuar karbid silikoni kubik, qoftë përmes lidhjes me reaksion, qoftë përmes depozitimit kimik me avull. Lidhja me reaksion është qasja më e përdorur; kjo përfshin ngrohjen e saj në 1410 °C dhe dopimin me azot ose bor për prodhimin e SiC-së së tipit n. Depozitimi kimik me avull kërkon shumë më tepër energji dhe pajisje për procesin e tij; lidhja me reaksion kërkon shumë më pak.

Pluhur SiC me cilësi semikonduktori dhe përçues është projektuar për të përmbushur nevojat unike të rritjes së metodave të ndryshme për rritjen e kristaleve të vetme të karbhidit të silikonit të tipit n të gjeneratës së tretë. Ky lloj pluhuri ka një shpërndarje optimale të madhësisë së grimcave me pak boshllëqe, duke ofruar nivele pastërtie të produktit që tejkalojnë 6N.