فوهة كربيد السيليكون كربيد السيليكون

يُستخدم كربيد السيليكون على نطاق واسع في صناعة فوهات التفجير بسبب مقاومته الممتازة للتآكل والتآكل، وتحمله لدرجات الحرارة العالية، وخصائص الحماية من التآكل الكيميائي.

يمكن العثور على المويسانيت طبيعياً كمعدن المويسانيت النادر، ولكن غالباً ما يتم تصنيعه صناعياً. وتبلغ درجة صلابته 9 حسب تصنيف موس، مما يجعله المادة اللافلزية الأكثر صلابة - أي ما يعادل الماس تقريباً!

الصلابة

تُعد الكفاءة والدقة ذات أهمية قصوى في العمليات الصناعية مثل تشغيل ماكينات السفع بالخردق الكاشطة أو القطع بنفث الماء، حيث تكون الكفاءة والدقة ذات أهمية قصوى. أحد المكونات الرئيسية في هذه العمليات الصناعية هو الفوهة، التي توفر تيارات كاشطة عالية السرعة أثناء التحكم في تدفقات المواد. يجب أن تكون الفوهات قوية ومتينة بما فيه الكفاية لتحمل التعرض للتآكل والتلف - توفر فوهات كربيد السيليكون حلولاً مثالية.

يُعد كربيد السيليكون أحد أقسى المواد المعروفة، حيث يحتل المرتبة الثالثة بعد الماس ونتريد البورون المكعب من حيث الصلابة. ويمكن أن تُعزى متانة هذه المادة الاستثنائية إلى بنيتها البلورية الفريدة التي تتكون من ذرات كربون مرتبة بشكل رباعي الأوجه ومرتبطة ببعضها البعض داخل شبكتها البلورية؛ مما يعزز من قوة الشد وقوة الانثناء.

تستفيد فوهات كربيد السيليكون أيضًا من كونها كثيفة جدًا بسبب عملية التلبيد، مما يوفر توصيلًا حراريًا فائقًا للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية وتبديدًا فعالاً للحرارة. وعلاوة على ذلك، فإن كربيد السيليكون مقاوم للغاية للتآكل الكيميائي - وهو مثالي للبيئات القاسية!

لصنع فوهة من كربيد السيليكون، يتم طلاء مادة على شكل قضيب من الجرافيت بكربيد السيليكون بسماكة طلاء محددة ثم يتم قطعها إلى الطول المطلوب. وأخيرًا، يمكن تشكيل هذا الأنبوب في الفوهة المطلوبة عن طريق اللحام بالنحاس أو الربط.

الخمول الكيميائي

لا يتفاعل كربيد السيليكون مع معظم المواد الكيميائية، مما يجعله مثاليًا للاستخدام كمادة فوهة في تطبيقات المعالجة الكيميائية. لن تتآكل الفوهة المصنوعة من هذه المادة عند تعرضها للأحماض القوية، وبالتالي يمكن استخدامها بأمان لتوجيه المعدن المنصهر إلى القوالب دون الخوف من عملية الأكسدة الناتجة.

كان مصطلح خامل يُطلق في البداية على العناصر أو المواد التي لا تُظهر أي تفاعل كيميائي مع العناصر أو المواد الأخرى، بما في ذلك الغازات النبيلة مثل النيتروجين والأرجون والهيليوم - حيث يمتلك كل منها أغلفة تكافؤ خارجية ممتلئة تمنع الإلكترونات من قبول أو فقدان الإلكترونات. ويمكن اعتبار المركبات الكيميائية خاملة أيضاً؛ على سبيل المثال البولي (رباعي فلورو الإيثيلين) - الذي يشار إليه عادة باسمه التجاري دوبونت تفلون - لا يتفاعل مع معظم المواد، بينما الرمل مادة خاملة كيميائية أخرى شاع ذكرها.

تُعد المواد الخاملة خيارات ممتازة للحاويات التي من شأنها تخزين المواد الكيميائية السامة بأمان، مثل الحاويات البلاستيكية أو الزجاجية، حيث إنها لن تتآكل عند وضعها بجانب برميل فولاذي به نفايات حمضية. قبل اختيار أحدها لأغراض التخزين، يُرجى الرجوع إلى صحيفة بيانات السلامة (SDS) لتحديد ما يوصى به.

نظرًا لصلابتها وثباتها الحراري ومقاومتها للتآكل والتآكل، تُعد فوهات كربيد السيليكون جزءًا لا يتجزأ من العديد من العمليات الصناعية. إن توصيلها الدقيق للتيارات الكاشطة في درجات الحرارة القصوى يجعلها مثالية لصب المعادن أو غيرها من البيئات ذات درجات الحرارة العالية.

تحمّل درجات الحرارة العالية

توفر الموصلية الحرارية لكربيد السيليكون مرونته في البيئات القاسية، مما يجعله مادة ممتازة للاستخدام عند بناء الفوهات. يمكن أيضًا دمج كربيد السيليكون مع سيراميك متطور آخر لتشكيل مواد مركبة أكثر ملاءمة لاستخدامات محددة.

يمكن العثور على فوهات مصنوعة من كربيد السيليكون في العديد من التطبيقات الصناعية، بما في ذلك معدات السفع الكاشطة ومعدات التجفيف بالرذاذ الحبيبي. هذه الفوهات متينة بما يكفي لتحمل الظروف القاسية المرتبطة بهذه العمليات مع الحفاظ على موثوقيتها بما يكفي لتحقيق مستويات الأداء المثلى.

تتميز فوهات كربيد السيليكون بعمر افتراضي طويل مقارنةً بالفوهات الأخرى، مما يقلل من تكاليف الصيانة ووقت التوقف عن العمل من خلال تقليل تكرار الاستبدال. وعلاوة على ذلك، فإن مقاومتها العالية للتآكل والتآكل تجعلها مناسبة حتى للبيئات شديدة الكشط.

يمكن إطالة العمر الافتراضي لفوهة كربيد السيليكون من خلال ممارسات التنظيف والتخزين المناسبة. وينبغي إجراء إزالة الشحوم بدقة بمحلول إزالة الشحوم بانتظام لإزالة الملوثات التي تتسبب في تآكل سطحها والمواد الأخرى التي قد تتلفها؛ بالإضافة إلى ذلك، عندما لا تكون قيد الاستخدام يجب الاحتفاظ بها في حافظة الحماية الخاصة بها لحمايتها من الصدمات المادية التي قد تضر بهيكلها؛ وينصح بإجراء عمليات فحص منتظمة من أجل تحديد علامات التآكل أو التلف واستبدالها حسب الضرورة.

مقاومة التآكل

كربيد السيليكون مقاوم للعديد من المواد الكيميائية ودرجات الحرارة، مما يجعله مثاليًا للاستخدام الصناعي. وعلاوة على ذلك، فإن عمره الافتراضي الطويل وطبيعته الفعالة من حيث التكلفة تجعله أفضل من المواد البديلة؛ على عكس المعادن مثل النحاس والحديد التي تتآكل أو تتسرب وتتطلب صيانة وإصلاحات أكثر من كربيد السيليكون.

يجب أن تتحمل فوهات التفجير البيئات القاسية التي تسبب التآكل، لذلك يجب أن يضمن تصميمها الأداء الأمثل والمتانة. تتميز فوهات SiC بمقاومة ممتازة للتآكل بالإضافة إلى مقاومتها لدرجات الحرارة - مما يجعلها الخيار المثالي لتطبيقات التفجير. تأتي بأشكال وأحجام مختلفة لتلبية مختلف مواصفات المعدات.

يقدم الاختراع أنبوبًا من كربيد السيليكون متعدد الكريستالات 1 مصمم للاستخدام كفوهة في ماكينات التفجير أو أنظمة القطع بنفث الماء أو المعالجة الكيميائية. وهو مدعّم بهيكل أسطواني خارجي 2 ويتميز بمدخل مدبب على شكل قمع يضمن تدفق السوائل من داخله بشكل ثابت.

يشيع استخدام هذا النوع من الفوهات في صناعة النفط والغاز، حيث يجب أن تتحمل المواد الكيميائية في بيئات الضغط العالي وكذلك التآكل من المواد الكيميائية المستخدمة في إزالة الترسبات وقطع منتجات الصلب والمعادن. وعلاوة على ذلك، يتم استخدامها أيضًا بشكل شائع في مصانع الصلب لإزالة الترسبات وقطع منتجات الصلب المزيل للترسبات وكذلك طلاء الرش الحراري لإضافة ميزات الحماية والتحسين للركائز.