Silisyum Karbür Tozu

Silisyum karbür tozu, yüksek sıcaklıkta elektronik cihaz üretiminde kullanılan son derece dayanıklı bir aşındırıcı ve refrakter malzemedir.

Üretim, hem siyah hem de yeşil silisyum karbürleri oluşturmak için silika kumunun elektrik ark ocağında petrol kok kömürü gibi karbon kaynaklarıyla ısıtılmasını içerir; siyah silikonun demir safsızlıkları vardır ve bu da yüzeyinde daha koyu tonlar üretir.

Mülkler

Silisyum karbür (SiC), zımpara kağıdı ve taşlama taşlarından endüstriyel fırın astarlarına ve kurşun geçirmez yelek seramik plakalarına ve ışık yayan diyotlar (LED'ler) için yarı iletken alt tabakalara kadar aşındırıcı olarak endüstriyel kullanım için yaygın bir uygulama alanı bulan silikon ve karbondan oluşan endüstriyel bir mineraldir. SiC ayrıca doğal olarak mozanit minerali olarak da bulunur. SiC ayrıca doğal olarak mozanit minerali olarak da bulunabilir. SiC ayrıca doğal olarak mozanit olarak da bulunabilir. SiC, endüstriyel fırınlar için refrakter astar olarak kullanımın yanı sıra ışık yayan diyotlar için kurşun geçirmez yeleklerle kullanılan seramik plakalar da dahil olmak üzere birçok uygulamaya sahiptir - hatta doğal olarak mozanit minerali olarak da bulunur.

Alüminyum mükemmel aşınma direncine sahiptir ve mukavemetinde önemli bir azalma olmadan 1400 degC'ye kadar sıcaklıklara dayanır. Ayrıca, korozyon direnci en yaygın inorganik asitlere, tuzlara ve alkalilere kadar uzanır; ancak asit florürler veya hidroflorik asitlerle temas ettiğinde olduğu gibi belirli koşullar altında korozyona uğrayabilir.

SiC, yüksek gerilme mukavemetine ve düşük özgül ağırlığa sahip, hem kimyasal olarak kararlı hem de elektriksel olarak yalıtkan özelliklere sahip, iyi kimyasal stabilite ve manyetik olmayan özellikler sunan elektriksel olarak yalıtkan bir malzemedir. 2080 degC'de erir. SiC'nin yakın paketlenmiş yapısı, yüksek mukavemet-ağırlık oranı ve termal iletkenlik özellikleri için silikon ve karbon atomları arasında tetrahedral koordinasyona izin verir.

Silisyum karbür tozları çeşitli saflık seviyeleri, kristal yapılar ve parçacık boyutları elde etmek için yapılabilir. Acheson süreci veya polimer dönüşümü yoluyla karbotermal indirgeme ve yüksek sıcaklıkta gaz fazı kimyasal reaksiyonları gibi çeşitli yöntemler kullanılarak üretilebilirler. Bu tozlar hazırlandıktan sonra, endüstriyel fırınlar için refrakter şekiller veya mikroişlemciler gibi elektronik cihazlar için elektrik yalıtım elemanları gibi seramik eşyaların üretiminde kullanılabilir.

Uygulamalar

Silisyum karbür tozu çok sayıda uygulamada kullanılabilir. Üstün termal iletkenliğe ve kimyasal dirence sahip çok sert bir malzeme olan silisyum karbür, erimiş camdan 1,400degC'ye (2,552degF) kadar değişen aşırı sıcaklıklara dayanır. Silisyum karbür sıklıkla seramik, cam ve fırın duvarları gibi refrakterlerin bir parçası olarak bulunur ve hatta katkı maddesi kullanılarak taşlama taşları ve zımpara kağıdı üretilir. Ayrıca silisyum karbür, yüksek sıcaklıktaki yarı iletkenler ve elektronik uygulamalarında ayrılmaz bir malzeme olarak hizmet vermektedir.

Karbon, mükemmel gerilme mukavemeti ve yüksek hızlı darbelere dayanma kabiliyeti nedeniyle otomobil frenlerinde ve kurşun geçirmez yeleklerde yaygın olarak bulunan karbon fiber takviyeli silikon karbür (CFRC) gibi kompozit malzemelerde de bulunabilir.

Sinterlenmiş silika genellikle 11,000degC'ye (1,815degF) kadar ulaşan sıcaklıklarda yüksek basınçlı sinterleme kullanılarak üretilir. Nihai ürün, dört yüzlü bir düzende birbirine bağlanmış dört silikon ve dört karbon atomundan oluşan son derece sıkı paketlenmiş bir yapıya, manyetik olmayan özelliklere sahiptir ve alifatik hidrokarbonlar, alkaliler, organik asitler ve erimiş tuzlar dahil olmak üzere çoğu kimyasala karşı direnç gösterebilir; ancak hidroflorik asit ve potasyum florür gibi güçlü oksitleyici maddelere dayanamaz.

Hazırlık

Silisyum Karbür, taşlama taşları, bileme taşları, kesici aletler, kumlama, su jeti kesiciler ve seramikler gibi uygulamalarda kullanılan son derece sert bir refrakter malzemedir. Ayrıca, cam ve seramikleri yüksek sıcaklıklarda pişirmek için kullanılan yüksek sıcaklık fırınlarında ayrılmaz bir rol oynar. Belirli kullanımlar için çeşitli partikül boyutlarının yanı sıra siyah veya beyaz formlarda mevcuttur - en popüler olanı birincisi (Wurtzite kristal yapısı) ve ikincisi (Zinc Blende)

Bir a-SiC tozu altıgen kristal yapıya ve 7 Mohs sertlik derecesine sahiptir. Yüksek erime noktası ve güçlü termal iletkenliği ile aşırı koşullara dayanabilir ve toksisite sorunu veya su veya alkolde çözünmez özelliği yoktur. Ayrıca, organik asitlere, alkalilere, tuzlara ve asit florürlere karşı direnci onu endüstri ve mühendislik uygulamalarında birçok kullanım için uygun hale getirir.

Gelişmiş uygulamalar, daha büyük tek b-SiC kristallerinin Lely yöntemi kullanılarak üretilmesini gerektirir, böylece bunlar daha sonra sentetik moissanit olarak bilinen taşlar halinde kesilebilir. SiC ayrıca reçineler veya polimerler kullanılarak metalleri ve diğer malzemeleri güçlendirmek için kullanılan lifler halinde birbirine bağlanabilir.

Buluş, Si ve C içeren bir Si kaynağının fazla miktarda karbon ile karıştırılması, bileşimin ısıtılması ve ardından filtrelenmesi, yıkanması ve kurutulması yoluyla b-SiC tozlarının üretilmesine yönelik bir süreçle ilgilidir. İşlem tamamlandıktan sonra, bu b-SiC tozları filtreleme yıkama kurutma gibi sonraki işlemlerle kolayca toz haline getirilebilir.

Depolama

Silisyum karbür, sertlik açısından elmas ve bor karbürle yarışan dünyanın en sert maddelerinden biridir. Aşınmaya dayanıklı malzemeler, refrakterler, seramikler, yarı iletkenler ve yarı iletken aşındırıcılar ve aşınmaya dayanıklı uygulamalar; aşınmaya dayanıklı kaplamalar; termal şok direnci; düşük termal genleşme oranları ve yüksek elektrik iletkenliği gibi termal ve mekanik özellikler gerektiren uygulamalarda kullanılan silisyum karbür, onu çok yönlü bir malzeme seçimi haline getiren olağanüstü güç, dayanıklılık ve elektrik iletkenliği özellikleri sunar.

Havacılık ve uzay endüstrileri, rotor ve kampanalardaki aşınmayı azaltırken performansı artırmak için otomobillerde kullanılan fren sistemleri de dahil olmak üzere aşırı ısı ve basınca dayanıklı SiC toz bileşenlerine büyük ölçüde güvenmektedir. Bu arada, yarı iletken endüstrileri ısıyı daha etkili bir şekilde yönetmek için gofret işleme ekipmanlarında ve askerleri yüksek hızlı darbelerden koruyan kurşun geçirmez yelek seramik plakalarında kullanmaktadır.

Siyah silisyum karbür, birincil hammadde olarak kuvars kumu ve petrol kok kömürü kullanılarak yüksek sıcaklıklarda bir elektrik direnç fırınında üretilir. Erimiş alümina ile sentetik elmas arasında bir ortalama sertliğe sahiptir ve dökme demir, demir dışı metaller, kaya, deri ve kauçuk gibi düşük gerilme mukavemetli malzemeleri işlerken aşındırıcı bir malzeme olarak kullanılabilir. Ayrıca, siyah silisyum karbür genellikle refrakter malzemeler ve metalürjik katkı maddeleri üretiminde kullanılır.