Silicio karbido naudojimo būdai

Silicio karbidas (SiC) yra labai kieta medžiaga, turinti daugybę panaudojimo būdų. Su SiC galite susidurti aukštos kokybės automobilių stabdžių diskuose arba net neperšaunamų liemenių keraminėse plokštelėse.

Moisanitas natūraliai aptinkamas kaip retas mineralas, tačiau nuo 1893 m. masiškai gaminamas miltelių pavidalu ir naudojamas kaip abrazyvas. Be to, jis naudojamas kaip esminis puslaidininkinės elektronikos komponentas, veikiantis ekstremaliose temperatūrose ir įtampos sąlygomis.

Aukštos temperatūros ugniai atsparios medžiagos

Silicio karbido ugniai atsparios medžiagos yra aukštos kokybės medžiagos, pasižyminčios išskirtiniu tvirtumu, atsparumu korozijai ir atsparumu šiluminiams smūgiams. Silicio karbido ugniai atsparios medžiagos, kurias galima įsigyti plytų arba įdėklų pavidalu, naudojamos tokiose srityse kaip aukštos temperatūros, pavyzdžiui, išlydytų druskų ir rūgštaus šlako gamyba; ypatinga jų savybė - atsparumas minkštėjimui iki 15 000 C temperatūroje, siekiančioje pastarosios lydymosi temperatūrą (šioms ugniai atsparioms medžiagoms gaminti naudojama žaliava - juodas silicio karbidas [SiC]).

Silicio karbidas, paprastai vadinamas chemine formule SiC, yra itin kietas sintetiniu būdu pagamintas kristalinis silicio ir anglies junginys, kuris natūraliai randamas kaip retas mineralas moisanitas; tačiau masinė gamyba pradėta 1893 m., siekiant jį naudoti kaip abrazyvą ir dilimui atsparias detales pramonėje ir raketų varikliuose; be to, jis naudojamas kaip puslaidininkinis substratas šviesos dioduose (LED).

Silicio karbido ugniai atsparios medžiagos, surištos moliu, yra idealus pasirinkimas naudoti aukštatemperatūriams įrenginiams, nes surišimo procesas užtikrina struktūrinį vientisumą aukštoje temperatūroje ir kartu yra atsparus rūgštims bei kitoms korozinėms medžiagoms. Be to, šios palyginti nebrangios ugniai atsparios medžiagos ilgainiui pasirodė esančios labai patvarios; dažnai bandymai atliekami naudojant garo korozijos bandymus (bandiniai fotografuojami, sveriami ir matuojami prieš juos 500 valandų veikiant garais, kad būtų galima patikrinti, kaip gerai jie veikia esant tokiam ekstremaliam slėgiui ir temperatūrai).

Dėvėjimuisi atsparios dalys

Silicio karbidas gali būti naudojamas įvairiems dilimui atspariems darbams. Dėl savo išskirtinio stiprumo, kietumo, ilgaamžiškumo, atsparumo cheminiam poveikiui ir atsparumo temperatūrai silicio karbidas yra puiki medžiaga kovai su plieno ir metalurginių lydinių dilimu, todėl tinka metaliniams valcavimo staklių, smėlio siurblių, hidrociklonų, trupintuvų ar cilindrų įdėklų vamzdžių metaliniams ritinėliams ar dalims pakeisti.

Beelektrinis padengimas turi dar vieną privalumą - jį galima taikyti nuosekliau, nesukuriant neatitikimų, būdingų tradiciniams nikelio padengimo procesams, todėl aštrūs kampai ir įdubos išlieka aštrūs, nesusidarant briaunų, o kiaurymės išlieka nesutrikdytos ir nepakitusios beveik bet kokioje geometrinėje konfigūracijoje.

Silicio karbidas išsiskiria iš elektroninių prietaisų medžiagų dėl savo ypatingo atsparumo temperatūrai ir unikalios atominės struktūros, pasižymi išskirtinėmis puslaidininkinėmis savybėmis, todėl puikiai tinka elektroninių prietaisų gamybai. Jo atsparumas temperatūros svyravimams yra iki 10 kartų didesnis nei silicio, kuris yra pagrindinė puslaidininkių gamybos medžiaga, taip pat jis atsparus terminiams smūgiams ir gali atlaikyti labai didelį slėgį. Silicio karbidas plačiai naudojamas kaip svarbus komponentas galios puslaidininkiuose, skirtuose aukštos įtampos generatoriams, hibridinių ir elektrinių transporto priemonių įkrovimo sistemų borto įkrovikliams, taip pat kaip brangių, bet aplinkai pavojingų ličio baterijų pakaitalas.

Puslaidininkiniai įtaisai

Grynas silicio karbidas yra elektrinis izoliatorius, tačiau modifikuotas priemaišomis arba dopingo medžiagomis jo elektrinis laidumas pasikeičia ir jis pasižymi pusiau laidumo savybėmis, neleisdamas tekėti laisvai srovei, bet ir neatstumdamas jos. Dėl šių pusiau laidumo savybių silicio karbidas tinka elektroniniams prietaisams, kurie stiprina, perjungia arba konvertuoja signalus elektros grandinėse, kurti.

Silicio karbido prietaisai pasižymi plačiu juostos tarpu, kuris leidžia jiems veikti aukštesnėje temperatūroje ir dažniuose nei įprastiniai puslaidininkiai, todėl jie tinkami pramoniniam naudojimui ir, palyginti su analogiškais silicio prietaisais, gerokai padidina energijos vartojimo efektyvumą.

Silicio karbido maitinimo įtaisai plačiai naudojami geležinkelių tranzito sistemose, siekiant sumažinti energijos nuostolius ir padidinti apkrovos pernešimo efektyvumą, taip pat naudojami saulės energijos keitikliuose ir energijos kaupimo įrenginiuose, siekiant padidinti efektyvumą ir patikimumą.

Silicio karbido rinkos dinamika nuolat keičiasi, nes jo plėtrą ir paklausą skatina naujos taikymo sritys. Taikymo sritys - galios elektronikos pramonė, automobilių ir aviacijos pramonė. Prognozuojama, kad iki 2021 m. silicio karbido rinkos augimas galios elektronikos srityje viršys 27% dėl didėjančios elektromobilių ir 5G infrastruktūros paklausos, taip pat greitojo įkrovimo stotelių; todėl turi būti plečiami pajėgumai ir investuojama į naujas technologijas, kad būtų galima sukurti efektyvius maitinimo prietaisus, kurie jas palaikytų.

Cheminis apdorojimas

Silicio karbidas (SiC) yra itin kietas, sintetiniu būdu pagamintas silicio ir anglies junginys, kurio kietumas pagal Moso skalę įvertintas 9 balais ir yra beveik toks pat kietas kaip deimantas. SiC naudojamas įvairiose srityse - nuo abrazyvinio apdirbimo procesų, pavyzdžiui, smėliavimo ir šlifavimo, iki dilimui atsparių pramoninių krosnių dalių, dilimui atsparių šviesos diodų gamybos substratų ir šviesos diodų (LED) dalių.

Ugniai atsparios medžiagos taip pat gali būti naudojamos kompozitinėse medžiagose, pavyzdžiui, neperšaunamose liemenėse. Jų tvirtumas ir ilgaamžiškumas leidžia atlaikyti didelio greičio kulkų smūgius, o mažas neutronų skerspjūvio greitis apsaugo nuo radiacinės žalos.

SiC gaminti galima ir reakciniu sujungimu, ir sukepinimu, tačiau abiem atvejais galutinėje medžiagoje susidaro skirtingos mikrostruktūros. Reakcijos būdu surištas SiC gaminamas SiC ir anglies mišinių kompaktus infiltruojant skystu siliciu, kuris reaguoja su anglimi ir suformuoja daugiau SiC dalelių, kurios vėliau sujungia pradines daleles. Sukepintas SiC taip pat gali būti gaminamas naudojant grynus SiC miltelius, sumaišytus su neoksidinėmis sukepinimo pagalbinėmis medžiagomis ir kaitinamus aukštoje temperatūroje, kol įvyksta sukietėjimas.

"American Elements" siūlo platų aukščiausios kokybės lydyto silicio dioksido ir karbido grūdelių bei miltelių, tinkamų naudoti ugniai atspariose medžiagose, aviacijos, automobilių, chemijos, maisto pramonėje ir daugelyje kitų sričių, pasirinkimą. Mūsų pažangi smulkinimo, malimo ir klasifikavimo įranga leidžia gaminti šiuos grūdus, kurie viršija ANSI, FEPA ir JIS standartus.