Прегледа: 0 Аутор: Едитор сајта Објавите време: 2025-01-14 Порекло: Сајт
Силиконски карбид (СИЦ) и алуминијум оксид (АЛ2О3) су две најпознатијих материјала у свету напредне керамике. Оба материјала су веома цењена за њихову тврдоћу, снагу и високу топлотну стабилност, чинећи их идеалним кандидатима за различите индустријске апликације. Међутим, када је у питању упоређивање њихове тврдоће, потребно је узети у обзир бројне факторе, укључујући њихову кристалну структуру, методе обраде и специфичне употребе за које су погодни. У овом чланку ћемо уложити у својства силиконских карбида и алуминијум оксида, посебно фокусирајући на њихову тврдоћу и истражити како се прави силиконски карбид, његова температура топљења и различитих облика које је потребно, укључујући синтерове и кристалне варијације.
Силицијум карбид је једињење силицијума и угљеника, са хемијском формулом СИЦ-а. Најчешће се налази у природи као и минерални мосасанит, који је ретки и јавља се у метеоритима. Међутим, комерцијални силиконски карбид је обично синтетички произведен комбинацијом силика (СиО2) и угљеника (Ц) на високим температурама.
Силиконски карбид се традиционално врши коришћењем поступка познатог као Ацхесон процес, који укључује грејање мешавине песка и угљеника у електричној пећи на температурама у распону од 2.000 до 2.500 степени Целзијуса. Царбон смањује силицијум силицију, што је резултирало стварањем гаса силицијум карбида и угљен моноксида. Овај процес даје производ који може варирати у погледу величине зрна, кристалне структуре и чистоће, у зависности од одређених коришћених услова.
Напреднији облик производње укључује хемијску таложење паре (ЦВД) и технику сублимације, која може произвести кристале силицијума са високим чистоћим силиконским карбидима. Ове методе се често користе када су потребни високи материјали, као што су за полуводичке апликације или електронику.
Силиконски карбид је познат по изузетној тврдоћи, што га чини идеалним материјалом за абразиве и алате за резање. Тврдоћа материјала се обично мери коришћењем МоХС скале, где се дијаманти додељују вредност од 10, највиша на скали. На скали МоХС-а, силицијум карбида је између 9 и 9.5, што је постављајући тек испод дијаманата и чини га једним од најтежих познатих материјала. Ова изузетна тврдоћа првенствено се приписује кристалној структури материјала и снажном ковалентном везу између силицијума и атома угљеника.
Кристална структура силицијумског карбида игра значајну улогу у својој тврдоћи. Силиконски карбид може да усвоји различите кристалне облике, укључујући шестерокутне (6Х) и кубичне конфигурације. Шестерокутни облик је најчешћи и показује изванредну тврдоћу и топлотну стабилност, што га чини погодним за апликације високог перформанси. Кубични облик, док је и даље веома тежак, више се користи у полуводичким уређајима због јединствених електричних својстава.
Због робусне атомске структуре кристала силицијума карбида, показује врхунску отпорност на хабање, корозију и топлотну деградацију. Ова својства чине СИЦ-у одличном материјалу за употребу у оштрим окружењима, као што су ваздухопловна, аутомобилска и војна апликација, у којима су компоненте изложене екстремним условима.
Још једна значајна предност силицијум-карбида над другим материјалима је његова велика топљења. Температура топљења силицијумског карбида је око 2.700 степени Целзијуса, што је знатно веће од алуминијумског оксида (који има тачку топљења од око 2,072 степени Целзијуса). Ова висока температура топљења даје силиконским карбидом изразити предност у апликацијама које захтевају високу топлотну стабилност и отпорност на разградњу топлоте, попут пећи, млазница ракета и компонентама који се користе у електроници електричне енергије.
Способност издржавања екстремних температура без губитка структурног интегритета чини силиконским карбидом популаран избор у индустријама које захтевају и тврдоћу и отпорност на топлоту. Поред тога, топлотна проводљивост материјала је одлична, која помаже у ефикасној расипацији топлоте и помаже у спречавању прегревања у средњоеграпским уређајима.
Синтеред Силицон Царбиде односи се на облик силицијум карбида који је произведен гријањем силицијумског карбида у праху под притиском да би се формирао густ, чврст материјал. Овај процес синтеровања укључује употребу високих температура да подстакне зрна силицијум карбида да заједно елиминише порозност и повећава укупну снагу материјала.
Синтеред Силицон Царбиде се обично користи у широком распону апликација, укључујући компоненте отпорних на хабање, измењиваче топлоте, бртве и лежајеве. Процес синтеровања може се контролисати да би се произвела различита нивоа густине и порозности, омогућавајући прилагођена механичка својства која одговарају специфичним апликацијама. Поред тога, синтеровани силицијумски карбидни материјали задржавају основна својства оригиналног материјала, укључујући и велику тврдоћу, отпорност на хабање и високу топлотну проводљивост.
Алуминијум оксид, познат и као Алумина (АЛ2О3), је још један широко коришћени керамички материјал. Попут силиконског карбида, Алумина је веома цењена због тврдоће и снаге. Обично се користи у абразивним материјалима, алатама за сечење и индустријске керамике. Алуминијум оксид се производи рафинирањем боксита, руде која садржи алуминијум хидроксид, кроз Баиер процес. Материјал се затим подвргава високим температурама за производњу густе, чврсте форме алуминијум оксида.
Тврдоћа алуминијум-оксида је импресивна, са оценом ММС-а од 9. Због тога је један од најтежих материјала на располагању, мада је нешто мекше од силицијум карбида, што може имати оцјену Министарства финансија до 9.5, у зависности од специфичне кристалне структуре. Упркос томе, ова мала разлика у тврдоћи, алуминијум оксид има своје предности, укључујући супериорне својства електричне изолације и ниже трошкове производње у поређењу са силицијумском карбидом.
Када упоређујући тврдоћу силицијум карбида и алуминијум оксида, јасно је да силиконски карбид уопште има ивицу. Као што је раније поменуто, силицијум карбид може да се сврстава на 9,5 на мозгу, док се алуминијум оксид обично оцењује на 9. Ова мала разлика можда није значајна на први поглед, већ су у индустријским апликацијама где су тврдоћа и отпорност на хабање пресудни, чак и најмања разлика може имати велики утицај. Јаче атомске обвезнице Силицијум Царбиде-а и чвршће кристално структуре дају је врхунску отпорност на абразију и општу тврдоћу, што је чини бољим избором за апликације високих перформанси које захтевају екстремну издржљивост.
Док оба материјала дијеле многе сличности, њихова јединствена својства чине их боље прилагодљивим различитим апликацијама. Силиконски карбид, са врхунском тврдоћом, високом тачком топљења и одлична топлотна проводљивост, идеална је за употребу у окружењима високих перформанси. Често се користи у производњи алата за сечење, абразиве и компоненти високог температуре. Отпор материјала и топлотни шок такође га чини идеалним за употребу у аутомобилској и ваздухопловној индустрији, посебно у компонентама попут кочионих дискова, турбопуњача и подлочивачима гурања и подлочи.
С друге стране, алуминијум оксид се обично користи у апликацијама у којима је електрична изолација или економичност приоритет. Често се налази у електроничкој, електричним изолаторима и алатама за сечење, посебно када су нижи трошак и једноставност обраде важна разматрања.
Закључно, иако су и силицијум карбида и алуминијум оксид изузетно тврди материјали са импресивним својствима, силиконски карбид се углавном сматра теже од алуминијум оксида. Виши Оцена тврдоће МоХС, заједно са високом температуром топљења и одлична топлотна проводљивости, даје силиконским карбида изразитим предност у многим индустријским апликацијама. Било да је у абразивима, компонентама са високим температурама или напредна електроника, супериорна тврдоћа силицијум карбида чини материјал избора за широк спектар захтевних употреби.
За више информација о силицијумском карбиду и осталим Фероллои производима посетите нашу веб страницу на ввв.ззферроаллои.цом.
