የሲሊኮን ካርቦይድ (ሲሲ) ዱቄት: ንብረቶች, የኢንዱስትሪ መተግበሪያዎች

ለአለም አቀፍ ገዢዎች እና የግዥ አስተዳዳሪዎች፣ የሲሊኮን ካርቦዳይድ ዱቄትን ልዩነት መረዳት ቴክኒካዊ መስፈርት ብቻ አይደለም - የውድድር አስፈላጊነት ነው። በስቲል ማምረቻ ውስጥ እንደ ዲኦክሲዳይዘር፣ ከፍተኛ አፈጻጸም ያለው ገላጭ፣ ወይም በኤሌክትሪክ ተሽከርካሪ (ኢቪ) ሃይል ኤሌክትሮኒክስ ውስጥ ወሳኝ አካል፣ ሲሲ ልዩ የሆነ የጠንካራነት፣ የሙቀት መቆጣጠሪያ እና የኬሚካል መረጋጋት ጥምረት ያቀርባል።

ሲሊኮን ካርቦይድ (ሲሲ) ምንድን ነው?

ሲሊኮን ካርቦይድ ከሲሊኮን እና ከካርቦን የተዋቀረ ሴሚኮንዳክተር ነው። በተፈጥሮ ውስጥ፣ በተለየ መልኩ ብርቅ ነው፣ በተወሰኑ የሜትሮይትስ እና የኮርዱም ክምችቶች ውስጥ በትንሽ መጠን ብቻ ይገኛል። ስለዚህ በኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉት ሁሉም የሲሊኮን ካርቦዳይድ ሰው ሰራሽ በሆነ መንገድ ነው የሚመረተው።

ክሪስታል መዋቅር

ሲሲ ልዩ ነው, ምክንያቱም ፖሊሞርፊዝምን ያሳያል, ማለትም ከ 250 በላይ በሆኑ ክሪስታሎች ውስጥ ሊኖር ይችላል. በጣም የተለመዱት መዋቅሮች የሚከተሉትን ያካትታሉ:

አልፋ ሲሊኮን ካርቦይድ (α-ሲሲ)፡- በጣም የተለመደው ፖሊሞርፍ፣ ባለ ስድስት ጎን ክሪስታል መዋቅር ተለይቶ ይታወቃል። ከ 1700 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በላይ ባለው የሙቀት መጠን የተረጋጋ ነው.

ቤታ ሲሊኮን ካርቦይድ (β-SiC)፡- ይህ ቅጽ ኪዩቢክ ክሪስታል መዋቅር አለው (ከአልማዝ ጋር ተመሳሳይነት ያለው) እና ከ1700°C በታች በሆነ የሙቀት መጠን የተሰራ ነው።

ቁልፍ አካላዊ እና ኬሚካዊ ባህሪያት

ለምን የሲሲ ዱቄት በጣም ተፈላጊ የሆነው? የአፈጻጸም መለኪያዎች ወደር የለሽ ናቸው፡-

እጅግ በጣም ጠንካራነት፡ በMohs ጥንካሬ ከ9.0 እስከ 9.5፣ ከአልማዝ እና ከቦሮን ካርቦይድ ቀጥሎ ሁለተኛ ነው።

ከፍተኛ የሙቀት መጠን: ሲሲ ከአብዛኞቹ ብረቶች በበለጠ ፍጥነት ሙቀትን ያስወግዳል, ይህም ከፍተኛ ሙቀት ላላቸው አካባቢዎች ተስማሚ ያደርገዋል.

ዝቅተኛ የሙቀት መስፋፋት: በድንገተኛ የሙቀት ለውጥ (በጣም ጥሩ የሙቀት ድንጋጤ መቋቋም) መወዛወዝን ወይም መሰንጠቅን ይቋቋማል።

ኬሚካላዊ አለመረጋጋት፡- ከፍ ባለ የሙቀት መጠንም ቢሆን ከአሲድ፣ ከአልካላይስ እና ከቀልጠው ጨዎችን መበላሸትን በእጅጉ ይቋቋማል።

ሴሚኮንዳክሽን ባሕሪያት፡- ከብዙ ሌሎች ጠለፋዎች በተለየ፣ሲሲ ሰፊ ባንድጋፕ ሴሚኮንዳክተር ነው፣ እሱም የሃይል ኤሌክትሮኒክስ ኢንዱስትሪን አብዮት።

የማምረት ሂደቱ፡ የአቼሰን ዘዴ እና ከዚያ በላይ

ከፍተኛ-ንፅህናን ማምረትየሲሊኮን ካርቦይድ ዱቄትካፒታል-ተኮር እና ጉልበት-ከባድ ሂደት ነው.

የአቼሰን ሂደት

በ 1891 በኤድዋርድ ጉድሪክ አቼሰን የፈለሰፈው ይህ ለትላልቅ ምርቶች ዋና ዘዴ ሆኖ ይቆያል።

ጥሬ እቃዎች: ከፍተኛ-ንፅህና ያለው የሲሊካ አሸዋ (SiO2) እና ፔትሮሊየም ኮክ (ሲ) ይደባለቃሉ. በአንዳንድ ሁኔታዎች ብስባሽነትን ለመቆጣጠር እና ቆሻሻዎችን ለማስወገድ, ሰገራ እና ጨው ይጨምራሉ.

የኤሌክትሪክ ምድጃው: ድብልቅው በተቃውሞ ምድጃ ውስጥ ይቀመጣል. የኤሌክትሪክ ጅረት በግራፊት ኮር በኩል ያልፋል፣ በዙሪያው ያለውን ድብልቅ በ1,700°C እና 2,500°C መካከል ባለው የሙቀት መጠን ያሞቃል።

ኬሚካላዊ ምላሽ: ምላሽ SiO2 + 3C → SiC + 2CO ይከሰታል.

መከር: እቶኑ ከቀዘቀዘ በኋላ ትልቅ "ሲሊንደሪክ" የሆነ የሲሲ ክሪስታሎች ይፈጠራሉ. ዋናው ክፍል ከፍተኛውን ንፅህና (አረንጓዴ ሲሲ) ይይዛል፣ የውጪው ንጣፎች ደግሞ ጥቁር ሲሲ ይሰጣሉ።

ወደ ዱቄት በማቀነባበር ላይ

ጥሬው ክሪስታሎች ከተሰበሰቡ በኋላ ብዙ የማቀነባበሪያ ደረጃዎችን ይከተላሉ-

መፍጨት እና መፍጨት፡ ክሪስታሎችን ወደ ዱቄት ለመቀነስ መንጋጋ ክሬሸሮችን፣ መዶሻ ወፍጮዎችን ወይም የኳስ ወፍጮዎችን መጠቀም።

ደረጃ መስጠት (መጠን)፡ ዱቄቱ የተወሰኑ የጥራጥሬ መጠኖችን (ለምሳሌ FEPA፣ JIS፣ ወይም ANSI ደረጃዎች) ማሟላቱን ለማረጋገጥ የንዝረት ስክሪኖችን ወይም የአየር ክላሲፋየሮችን መጠቀም።

አሲድ ማጠብ እና ማጥራት፡ ቀሪውን ብረት፣ ነፃ ሲሊኮን ወይም ካርቦን ለማስወገድ ዱቄቱ ብዙ ጊዜ በኬሚካሎች ይታከማል ከ98% እስከ 99.9% የንጽህና ደረጃ ይደርሳል።

ጥቁር እና አረንጓዴ ሲሊኮን ካርቦይድ: ልዩነቱን መረዳት

በአለምአቀፍ ገበያ, የሲሲ ዱቄት በአጠቃላይ በቀለም ይከፋፈላል, ይህም ንፅህናን እና የታሰበውን ጥቅም የሚያንፀባርቅ ነው.

ጥቁር ሲሊኮን ካርቦይድ (ጥቁር ሲሲ)

ጥቁር ሲሲ በግምት ከ95% እስከ 98% ሲሲ ይይዛል። ጥቁር ቀለም በብረት እና በካርቦን ቆሻሻዎች ምክንያት ነው.

ባህሪያት፡ ከአረንጓዴ ሲሲ ትንሽ ጠንከር ያለ ግን ያነሰ ተሰባሪ።

ምርጥ ለ፡ እንደ ብረት ብረት፣ ብረት ያልሆኑ ብረቶች (መዳብ፣ አሉሚኒየም) እና ብረት ያልሆኑ ቁሶች (ድንጋይ፣ ላስቲክ፣ እንጨት) ያሉ ባለከፍተኛ ጥንካሬ ቁሶች መፍጨት። እንዲሁም ለብረታ ብረት ዲኦክሳይድ ቀዳሚ ምርጫ ነው.

አረንጓዴ ሲሊኮን ካርቦይድ (አረንጓዴ ሲሲ)

አረንጓዴ SiC ከፍተኛ-ንፅህና ልዩነት ነው፣በተለምዶ ከ99% የሲሲ ይዘት ይበልጣል።

ባህሪያት: ከፍተኛ ጥንካሬ እና የላቀ የመቁረጥ ኃይል ከጥቁር SiC ጋር ሲነጻጸር.

ምርጥ ለ፡ እንደ ቱንግስተን ካርቦዳይድ፣ ኦፕቲካል መስታወት፣ ሴራሚክስ እና ሴሚኮንዳክተር ዋፈር ያሉ ጠንካራ እና ተሰባሪ ቁሶችን በትክክል መፍጨት።

ዋና የኢንዱስትሪ መተግበሪያዎች

የብረታ ብረት እና የአረብ ብረት ስራዎች

በብረታ ብረት ኢንዱስትሪ ውስጥ፣ ሲሲ ዱቄት በኩፖላስ እና በኤሌክትሪክ ቅስት ምድጃዎች ውስጥ እንደ ኃይለኛ ዲኦክሳይድ እና የነዳጅ ምንጭ ሆኖ ያገለግላል።

ጥቅማ ጥቅሞች-የቀለጠውን ብረት ፈሳሽ ያሻሽላል ፣ የሲሊኮን እና የካርቦን መልሶ ማግኛ ደረጃዎችን ያሻሽላል ፣ እና የማቅለጫ ሂደቱን አጠቃላይ የኃይል ፍጆታን ይቀንሳል።

Cast Iron Production፡- የግራፋይት ፍሌክስ መፈጠርን ያበረታታል፣ ይህም ከፍተኛ ጥራት ወዳለው ግራጫ እና ductile iron casting ይመራል።

መቦርቦር እና ወለል ማጠናቀቅ

ይህ ምናልባት በጣም ባህላዊው የሲሲ ዱቄት አጠቃቀም ነው።

የታሰሩ መጥረጊያዎች-የመፍጫ ጎማዎችን እና ዲስኮችን ለመቁረጥ የሚያገለግል።

የታሸጉ መጥረጊያዎች-በአሸዋ ወረቀት እና በማጥራት ቀበቶዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ።

ላፕቶፕ እና ማብራት፡ ጥሩ የሲሲ ዱቄቶች ለቫልቮች፣ ጊርስ እና ሴሚኮንዳክተር ንኡስ ንኡስ ንኡስ ንኡስ ንኡስ ንጥፈታት ለትክክለኛነት በ"slurries" ውስጥ ያገለግላሉ።

Refractories እና ሴራሚክስ

በከፍተኛ የማቅለጫ ነጥቡ (በ2,700 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ አካባቢ ከፍ ያለ ነው) እና ዝቅተኛ የሙቀት መስፋፋት ምክንያት ሲሲ ቀዳሚ የማጣቀሻ ቁሳቁስ ነው።

የኪሊን ፈርኒቸር፡ሲሲ ሳህኖች እና ጨረሮች በሴራሚክ ምድጃዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ ምክንያቱም በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ በከባድ ሸክሞች ውስጥ የማይበላሹ ናቸው።

ቴክኒካል ሴራሚክስ፡- ጥይት መከላከያ ጃኬቶች፣ ለፓምፖች የማኅተም ቀለበቶች እና አውቶሞቲቭ ብሬክ ዲስኮች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።

የላቀ ኤሌክትሮኒክስ (የሲሲ አብዮት)

በ 21 ኛው ክፍለ ዘመን የሲሲሲ ሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ፍላጎት እየጨመረ መጥቷል።

የኃይል መሣሪያዎች፡ሲሲ ላይ የተመሰረቱ MOSFETs እና ዳዮዶች ከባህላዊ የሲሊኮን ክፍሎች የበለጠ ቀልጣፋ ናቸው።በኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች(ኢ.ቪ.ዎች) ውስጥ ለፈጣን የኃይል መሙያ ሥርዓቶች እና ኢንቮርተሮች አስፈላጊ ናቸው።

5G መሠረተ ልማት፡ሲሲ ለጋሊየም ኒትራይድ (ጋኤን) በሲሲ መሳሪያዎች ላይ እንደ መለዋወጫ ሆኖ ያገለግላል፣ይህም ከፍተኛ-ድግግሞሽ 5G ቤዝ ጣቢያዎችን ያመነጫል።

ለሲሲ ዱቄት ዓለም አቀፍ የጥራት ደረጃዎች

ምንጭ ሲደረግየሲሲ ዱቄትበአለም አቀፍ ደረጃ ገዢዎች የተለያዩ የደረጃ አሰጣጥ ስርዓቶችን ማሰስ አለባቸው፡-

FEPA(የኤውሮጳውያን የአብራሲቭስ አምራቾች ፌዴሬሽን)፡-"F"(ለተያያዙ ጠለፋዎች)እና"P"(የተሸፈኑ ጠለፋዎች) ቅድመ ቅጥያዎችን (ለምሳሌ F240፣P1200) ይጠቀማል።

JIS(የጃፓን ኢንዱስትሪያል ደረጃ)፡በኤሽያ ገበያዎች የተለመደ(ለምሳሌ፡#3000)።

ANSI(የአሜሪካ ብሔራዊ ደረጃዎች ኢንስቲትዩት)፡- ለሰሜን አሜሪካ ገበያ ደረጃውን የጠበቀ።

የንጽህና ደረጃዎች አስፈላጊ:

የብረታ ብረት ደረጃ፡88%-95%ሲሲ

የሚጎዳ ደረጃ፡96%-98.5%ሲሲ።

ከፍተኛ ንፅህና/የሴራሚክ ደረጃ፡99% ሲሲ።

የሲሊኮን ካርቦዳይድ ዱቄት ቀላል ከመጥረግ የበለጠ ነው.በባህላዊው የከባድ ኢንዱስትሪ እና የንጹህ ኢነርጂ የወደፊት ጊዜ መካከል ያለውን ልዩነት የሚያስተካክል ከፍተኛ የቴክኖሎጂ ማቴሪያል ነው.ውጤቶቹን, የአመራረት ዘዴዎችን እና አፕሊኬሽኖችን በመረዳት, የብረታ ብረት ባለሙያዎች እና የግዥ ስፔሻሊስቶች ሥራቸውን እና የምርት ጥራታቸውን ለማመቻቸት ትክክለኛውን ምርት እንዲመርጡ ማረጋገጥ ይችላሉ.