Սիլիկոն կարբիդը ավելի դժվար է, քան ալյումինե օքսիդը:

Silicon Carbide (SIC) եւ ալյումինե օքսիդը (Al2O3) առավել լայնորեն ճանաչված նյութերից երկուսն են առաջադեմ կերամիկայի աշխարհում: Երկու նյութերն էլ բարձր են համարվում իրենց կարծրության, ամրության եւ բարձր ջերմային կայունության համար, նրանց դարձնելով իդեալական թեկնածուներ տարբեր արդյունաբերական ծրագրեր: Այնուամենայնիվ, երբ խոսքը վերաբերում է իրենց կարծրությունը համեմատելու, պետք է հաշվի առնել մի շարք գործոններ, ներառյալ դրանց բյուրեղապակի կառուցվածքը, վերամշակման մեթոդները եւ դրանց համար հարմար: Այս հոդվածում մենք կքանդենք սիլիկոնային կարբիդի եւ ալյումինի օքսիդի հատկությունները, մասնավորապես կենտրոնանալով նրանց կարծրության վրա եւ ուսումնասիրել, թե ինչպես է արվում սիլիկոնային կարբիդը, դրա հալման ջերմաստիճանը, ներառյալ, սինտրին եւ բյուրեղային տատանումները:

Silicon Carbide. Ակնարկ

Silicon Carbide- ը սիլիկոնի եւ ածխածնի միացություն է, որի քիմիական բանաձեւը `SIC- ի քիմիական բանաձեւով: Այն ամենից հաճախ հանդիպում է բնության մեջ, քանի որ հանքային moissanite- ը, որը հազվադեպ է եւ տեղի է ունենում երկնաքարերի մեջ: Այնուամենայնիվ, առեւտրային սիլիկոնային կարբիդը սովորաբար սինթետիկորեն արտադրվում է սիլիցիայով (SiO2) եւ ածխածնի (գ) բարձր ջերմաստիճանում:

Ինչպես է պատրաստված սիլիկոնային կարբիդը:

Silicon Carbide- ը ավանդաբար արվում է օգտագործելով Acheson գործընթաց, որը ներառում է Silica ավազի եւ ածխածնի խառնուրդը էլեկտրաէներգիայի մեջ էլեկտրական վառարանում `2000-ից 2,500 աստիճան ջերմաստիճանում: Ածխածինը նվազեցնում է սիլիցը, որի արդյունքում սիլիկոնային կարբիդի եւ ածխածնի երկօքսիդի գազի ձեւավորումը: Այս գործընթացը բերում է մի արտադրանք, որը կարող է տարբեր լինել հացահատիկի չափի, բյուրեղապակի կառուցվածքի եւ մաքրության առումով, կախված օգտագործված հատուկ պայմաններից:

Արտադրության ավելի առաջադեմ ձեւը ներառում է քիմիական գոլորշիների տեղադրում (CVD) եւ Sublimation տեխնիկան, որը կարող է արտադրել բարձր մաքրություն սիլիկոնային կարբիդ բյուրեղներ: Այս մեթոդները հաճախ օգտագործվում են, երբ պահանջվում են բարձրորակ նյութեր, ինչպիսիք են կիսահաղորդչային ծրագրերը կամ բարձր էներգիայի էլեկտրոնիկան:

Սիլիկոնային կարբիդի կարծրությունը

Silicon Carbide- ը հայտնի է իր բացառիկ կարծրությամբ, ինչը այն դարձնում է իդեալական նյութեր հղկող նյութերի եւ կտրող գործիքների համար: Նյութի կարծրությունը սովորաբար չափվում է Mohs- ի սանդղակի միջոցով, որտեղ ադամանդները նշանակվում են 10-ի արժեքի 10-ի արժեքը: Mohs Scale- ում Silicon Carbide- ը զբաղեցնում է 9-ից 9,5-ը, ինչը այն տեղադրում է ադամանդներից ցածր եւ այն դարձնում ամենադժվար հայտնի նյութերից մեկը: Այս ուշագրավ կարծրությունը հիմնականում վերագրվում է նյութի բյուրեղային կառուցվածքին եւ սիլիկոնի եւ ածխածնի ատոմների միջեւ ուժեղ կովալենտային կապակցմանը:

Սիլիկոնային կարբիդ բյուրեղ

Սիլիկոնային կարբիդի բյուրեղյա կառուցվածքը նշանակալի դեր է խաղում դրա կարծրության մեջ: Silicon Carbide- ը կարող է որդեգրել բյուրեղային տարբեր ձեւեր, այդ թվում `վեցանկյուն (6 ժ) եւ խորանարդ (3C) կազմաձեւեր: Վեցանկյուն ձեւը առավել տարածված է եւ ցուցադրում է ուշագրավ կարծրություն եւ ջերմային կայունություն, այն հարմար դարձնելով բարձրորակ դիմումների համար: Խորանարդի ձեւը, մինչդեռ դեռ շատ դժվար է, ավելի հաճախ օգտագործվում է կիսահաղորդչային սարքերում `իր եզակի էլեկտրական հատկությունների պատճառով:

Սիլիկոնային կարբիդ բյուրեղների ուժեղ ատոմային կառուցվածքի պատճառով այն բարձրակարգ դիմադրություն է ցուցաբերում մաշվածության, կոռոզիայից եւ ջերմային քայքայմանը: Այս հատկությունները SIC- ն դարձնում են հիանալի նյութեր `կոշտ միջավայրում օգտագործելու համար, ինչպիսիք են օդատիեզերական, ավտոմոբիլային եւ ռազմական կիրառությունները, որտեղ բաղադրիչները ենթարկվում են ծայրահեղ պայմանների:

Սիլիկոնային կարբիդի հալման ջերմաստիճանը

Սիլիկոնային կարբիդ մյուս նյութերի եւս մեկ կարեւոր առավելություն նրա բարձր հալման ջերմաստիճանն է: Սիլիկոնային կարբիդի հալման ջերմաստիճանը շուրջ 2700 աստիճան ջերմաստիճան է, որը էականորեն ավելի բարձր է, քան ալյումինե օքսիդը (որն ունի մոտավորապես 2,072 աստիճան ջերմաստիճանի հալման կետ): Հալեցման այս բարձր ջերմաստիճանը սիլիկոնային կարբիդում է հստակ առավելություն այն ծրագրերում, որոնք պահանջում են բարձր ջերմային կայունություն եւ դիմադրություն ջերմային պայմաններում, հրթիռային վարդակների եւ էլեկտրաէներգիայի մեջ օգտագործվող բաղադրիչներով:

Առանց դրա կառուցվածքային ամբողջականությունը կորցնելու ծայրահեղ ջերմաստիճաններին դիմակայելու ունակությունը սիլիկոնին ստիպում է տարածված ընտրություն արդյունաբերություններում, որոնք պահանջում են ինչպես կոշտություն, այնպես էլ ջերմային դիմադրություն: Բացի այդ, նյութի ջերմային հաղորդունակությունը գերազանց է, ինչը օգնում է ջերմության արդյունավետ տարածման մեջ եւ օգնում է կանխել բարձր էներգիայի սարքերում գերտաքացումը:

Sintered silicon carbide

Sintered Silicon Carbide- ը վերաբերում է սիլիկոնային կարբիդի ձեւին, որը արտադրվել է ջեռուցման փոշիով սիլիկոնային ածխաջրերի վրա, խիտ, պինդ նյութեր ձեւավորելու համար: Այս զգացմունքային գործընթացը ենթադրում է բարձր ջերմաստիճանի օգտագործումը `սիլիկոնային կարբիդի հացահատիկները խրախուսելու համար կապը, ծակոտկենությունը վերացնելու եւ նյութի ընդհանուր ուժի բարձրացմանը:

Sintered Silicon Carbide- ը սովորաբար օգտագործվում է ծրագրերի լայն շրջանակում, ներառյալ մաշվածության դիմացկուն բաղադրիչները, ջերմափոխանակիչները, կնիքները եւ առանցքակալները: Sintering գործընթացը կարող է վերահսկվել `խտության եւ ծակոտկենության տարբեր մակարդակներ արտադրելու համար, ինչը թույլ է տալիս հատուկ դիմումներին համապատասխան հարմարեցված մեխանիկական հատկություններ: Բացի այդ, Sintered Silicon Carbide նյութերը պահպանում են բնօրինակ նյութի հիմնարար հատկությունները, ներառյալ դրա բարձր կարծրությունը, հագնում դիմադրությունը եւ ջերմ ջերմային հաղորդունակությունը:

Ալյումինե օքսիդ. Ավելի ուշադիր տեսք

Ալյումինի օքսիդը, որը հայտնի է նաեւ որպես Ալյումինա (Al2O3), մեկ այլ լայնորեն օգտագործված կերամիկական նյութ է: Silicon Carbide- ի նման, Ալյումինան բարձր է գնահատվում իր կարծրության եւ ուժի համար: Այն սովորաբար օգտագործվում է հղկող նյութեր, կտրող գործիքներ եւ արդյունաբերական կերամիկա: Ալյումինե օքսիդը արտադրվում է բոքսիտի, հանքաքարի վերամշակմամբ, որը պարունակում է ալյումինե հիդրօքսիդ, բայերի գործընթացում: Այնուհետեւ նյութը ենթարկվում է բարձր ջերմաստիճանի, ալյումինի օքսիդի խիտ, պինդ ձեւ ստեղծելու համար:

Ալյումինի օքսիդի կարծրությունը տպավորիչ է, 9-ով Mohs- ի մասշտաբի վարկանիշով: Սա այն դարձնում է մատչելի ամենադժվար նյութերից մեկը, չնայած որ սիլիկոնային կարբիդը կարող է ունենալ մինչեւ 9,5: Չնայած կարծրության այս փոքր տարբերությանը, ալյումինե օքսիդը ունի իր առավելությունները, ներառյալ էլեկտրական մեկուսացման բարձրորակ հատկությունները եւ արտադրության ավելի ցածր գինը `սիլիկոնային կարբիդի համեմատ:

Սիլիկոն կարբիդը ավելի դժվար է, քան ալյումինե օքսիդը:

Սիլիկոնային կարբիդի եւ ալյումինի օքսիդի կարծրությունը համեմատելիս պարզ է, որ սիլիկոնային կարբիդը, ընդհանուր առմամբ, ունի եզր: Ինչպես ավելի վաղ նշվեց, Silicon Carbide- ը կարող է դասվել մինչեւ 9,5-ը Mohs- ի մասշտաբով, իսկ ալյումինե օքսիդը, սովորաբար, գնահատվում է 9-ին: Silicon Carbide- ի ուժեղ ատոմային պարտատոմսերը եւ ավելի կոշտ բյուրեղային կառուցվածքը տալիս են գերակշռող քայքայումից եւ ընդհանուր կարծրություն, ինչը ավելի լավ ընտրություն է կատարում բարձրորակ դիմումների համար, որոնք պահանջում են ծայրահեղ երկարակեցություն:

Silicon Carbide եւ ալյումինե օքսիդի դիմումներ

Մինչ երկու նյութերը կիսում են շատ նմանություններ, նրանց եզակի հատկությունները նրանց ավելի լավ են հարմարեցնում տարբեր ծրագրերի: Սիլիկոնային կարբիդը, իր բարձրակարգ կարծրությամբ, բարձր հալման կետով եւ գերազանց ջերմային հաղորդունակությամբ, իդեալական է բարձրորակ միջավայրում օգտագործելու համար: Այն հաճախ օգտագործվում է կտրող գործիքների, հղկող եւ բարձր ջերմաստիճանի բաղադրիչների արտադրության մեջ: Նյութի դիմադրությունը հագնելու եւ ջերմային ցնցումներին նույնպես այն դարձնում է իդեալական է ավտոմոբիլային եւ օդատիեզերական արդյունաբերություններում, մասնավորապես `արգելակային սկավառակների, տուրբո-պարկերների եւ տողերի լվացումների նման բաղադրիչներով:

Ալյումինե օքսիդը, մյուս կողմից, ավելի հաճախ օգտագործվում է այն ծրագրերում, երբ էլեկտրական մեկուսացումը կամ ծախսարդյունավետությունը առաջնային է: Այն հաճախ հանդիպում է էլեկտրոնիկայի, էլեկտրական մեկուսիչների եւ կտրող գործիքների մեջ, մասնավորապես, երբ ավելի ցածր գին եւ վերամշակման հեշտությունը կարեւոր նկատառումներ են:

Եզրափակում

Եզրափակելով, մինչդեռ եւ սիլիկոնային կարբիդը եւ ալյումինե օքսիդը տպավորիչ հատկություններով չափազանց ծանր նյութեր են, սիլիկոնային կարբիդը, ընդհանուր առմամբ, համարվում է ավելի դժվար, քան ալյումինե օքսիդը: Ավելի բարձր Mohs կարծրության վարկանիշը, որը զուգորդվում է իր բարձր հալման ջերմաստիճանի եւ գերազանց ջերմային հաղորդունակության հետ, Silicon- ը կարբիդում է հստակ առավելություն արդյունաբերական շատ կիրառություններում: Անկախանկյուններից, բարձր ջերմաստիճանի բաղադրիչներով, բարձր ջերմաստիճանի բաղադրիչներով, սիլիկոնային կարբիդի բարձրակարգ կարծրությունը, այն դարձնում է ընտրության նյութ, պահանջկոտ օգտագործման լայն շրջանակի համար:

Silicon Carbide- ի եւ Ferroalloy- ի այլ արտադրանքների վերաբերյալ լրացուցիչ տեղեկություններ ստանալու համար այցելեք մեր կայք www.zzferroalloy.com.