Prednosti i vrste materijala od silicij karbida?

Vrhunska izvedbasilicijev karbidproizlazi iz njegove kovalentne kristalne strukture (atomi silicija čvrsto su vezani za atome ugljika, s energijom veze od čak 432 kJ/mol). Njegove glavne prednosti su sljedeće:

 Ultra{0}}visoka tvrdoća i otpornost na habanje:S Mohovom tvrdoćom od 9,2-9,5, odmah iza dijamanta, i mikrotvrdoćom od 2800-3300 HV, njegova otpornost na habanje je 10-20 puta veća od običnog čelika, sposoban je izdržati snažno trenje i udarce, što ga čini prikladnim za dijelove otporne na habanje.

 Izvrsna stabilnost-na visoke temperature:S talištem do 2700 stupnjeva, ostaje stabilan u zračnim okruženjima ispod 1600 stupnjeva bez značajne oksidacijske deformacije; njegov koeficijent linearnog širenja je samo 4,5 × 10⁻⁶/ stupanj (20-1000 stupnjeva), daleko niži od koeficijenta metalnih materijala, pokazujući izvrsnu dimenzijsku stabilnost na visokim temperaturama.

 Jaka kemijska otpornost na koroziju:Ne reagira s konvencionalnim korozivnim medijima kao što su kiseline, lužine i soli na sobnoj temperaturi, samo neznatno reagira s mješavinom koncentrirane dušične kiseline i fluorovodične kiseline na visokim temperaturama, što ga čini pogodnim za visoko korozivna kemijska okruženja.

 Izvrsna toplinska vodljivost i električna svojstva:Toplinska vodljivost pri sobnoj temperaturi doseže 120-200 W/(m·K), što je 3-5 puta više od obične keramike i 4-6 puta više od čelika, što rezultira izvanrednom učinkovitošću rasipanja topline. Kao poluvodičkom materijalu, njegov razmak između pojaseva (3,26 eV) je 3 puta veći od silicija, a njegova probojna jakost električnog polja je 10 puta veća od silicija, što ga čini prikladnim za visokonaponske i visokofrekventne elektroničke uređaje.

 Visoka mehanička čvrstoća i otpornost na udarce:Čvrstoća na savijanje pri sobnoj temperaturi doseže 400-500 MPa, a otpornost na lom je 3-5 MPa·m¹/², pokazujući veću otpornost na udarce i manju lomljivost od tradicionalnih keramičkih materijala.

(1) Klasifikacija prema boji i čistoći (najčešće korištena u industriji)

(2) Klasifikacija prema kristalnoj strukturi (određuje razlike u izvedbi)

-SiC (heksagonalni kristal):

Visoko{0}}temperaturno stabilna faza (stabilna iznad 1400 stupnjeva), glavni oblik industrijske legure silicija i ugljika, koja posjeduje visoku tvrdoću i visoko-temperaturnu čvrstoću, pogodna za konstrukcijske materijale i visoko{3}}temperaturne komponente (kao što su obloge peći, raketne mlaznice);

-SiC (kubični kristal):

Nisko-temperaturna faza (stabilna ispod 1400 stupnjeva), sintetizirana posebnim postupcima, s ujednačenom kristalnom strukturom i vrhunskim poluvodičkim performansama, prikladna za elektroničke uređaje i treću-generaciju supstrata poluvodičkih čipova;

-SiC (kubični kristal):

Rijetka varijanta niske-temperature, koja zahtijeva izuzetno visoku čistoću, uglavnom se koristi u znanstvenim istraživanjima i-poljima vrhunske elektronike.

(3) Razvrstavanje prema obliku proizvoda (prilagođeno različitim scenarijima primjene)

Puder:

veličina 100-3000 mesh, koristi se u abrazivima, keramičkim sirovinama imetalurški deoksidansi;

Blokovi/ploče:

Koristi se u oblogama peći, nosačima i visoko{0}}temperaturnim strukturnim komponentama;

Keramički proizvodi:

Oblikovane komponente kao što su brtveni prstenovi, ležajevi i zaštitne cijevi za termoelemente;

Poluvodičke ploče:

Monokristalne pločice -SiC visoke -čistoće, koje se koriste u proizvodnji energetskih i RF uređaja.

(1) Industrija strojeva i abraziva

Koristeći visoku tvrdoću i otpornost na habanje, koristi se za proizvodnju brusnih ploča, reznih ploča i abraziva za pjeskarenje za obradu metala, kamena i stakla;
Proizvodnja -keramičkih brtvenih prstenova i ležajeva otpornih na habanje, prikladnih za rotirajuće strojeve kao što su vodene pumpe i ventili, s radnim vijekom 5-10 puta dužim od metalnih brtvila.

(2) Metalurgija i industrije visokih-temperatura

Kao visoko{0}}temperaturne komponente kao što su obloge peći, lonci i ladice, prikladan je za visoko{1}}temperaturne scenarije ispod 1600 stupnjeva, kao -taljenje obojenih metala i sinteza poluvodičkih materijala;

Koristi se u ćelijama za elektrolizu aluminija i lučnim pločama za peći s cinkovim prahom, koristeći svoju otpornost na visoke-temperature i otpornost na koroziju za produljenje vijeka trajanja opreme.

(3) Industrija elektronike i poluvodiča

-SiC ploče visoke{0}}čistoće koriste se za proizvodnju visoko{2}}naponskih energetskih uređaja (kao što su izmjenjivači za vozila s novom energijom i fotonaponski izmjenjivači), smanjujući potrošnju energije i povećavajući gustoću snage;

Kao supstrat za radiofrekventne uređaje, prikladan je za scenarije visoke-frekventnosti kao što su 5G komunikacija i satelitska komunikacija.

(4) Zrakoplovstvo i vrhunska-proizvodnja

Proizvodnja visoko{0}}temperaturnih komponenti kao što su raketne mlaznice i lopatice plinske turbine, koje podnose ekstremne temperature iznad 2000 stupnjeva i udar protoka zraka;

Koristi se u visokotemperaturnim premazima za-zrakoplovne-motore, poboljšavajući otpornost komponenti na-oksidaciju pri visokim temperaturama i otpornost na trošenje.

(5) Kemijska industrija

Proizvodnja cijevi, ventila i izmjenjivača topline-otpornih na koroziju, prikladnih za prijenos i reakciju jakih kiselina, jakih lužina i medija visokih-temperatura;
Kao nosač katalizatora, koristeći svoju visoku specifičnu površinu i kemijsku stabilnost za poboljšanje učinkovitosti katalitičke reakcije.

 Odabir na temelju "zahtjeva za tvrdoću":

Odaberitezeleni silicijev karbidza obradu materijala visoke-tvrdoće icrni silicijev karbidza opću obradu;

 Odabir na temelju "temperaturnih scenarija":

Odaberite -SiC za visoko{1}}strukturne dijelove iznad 1400 stupnjeva i -SiC za elektroničke uređaje;

 Odabir na temelju "morfoloških zahtjeva":

Odaberite praškasti oblik za abrazive i deoksidanse, blok/ploču za strukturalne dijelove i keramičke proizvode za precizne komponente.