Mae silicon carbid, ei enw cemegol SiC neu'r enw masnach carborundum, yn ddeunydd unigryw o waith dyn sydd wedi dod yn biler peirianneg fodern. Mae powdr carbid silicon yn cael ei greu trwy gyfuno silicon a charbon ar dymheredd uchel iawn. Mae bron pob darn o bowdr sgraffiniol carbid silicon a ddefnyddir mewn ffatrïoedd heddiw yn cael ei gynhyrchu mewn ffwrneisi trydan mawr.
Heddiw, nid dim ond "grinder" yw carbid silicon. Mae'n ddeunydd uwch-dechnoleg a ddefnyddir i wneud y sglodion y tu mewn i'ch ffôn clyfar, y breciau mewn ceir chwaraeon cyflym, a'r arfwisg amddiffynnol a wisgir gan filwyr. Mae ei allu i wrthsefyll gwres eithafol, gwrthsefyll difrod cemegol, ac aros yn sydyn hyd yn oed o dan bwysau trwm yn ei wneud yn ddewis cyntaf i beirianwyr sy'n gweithio yn yr amgylcheddau anoddaf ar y Ddaear.
Mae'r rhan fwyaf o SiC yn cael ei gynhyrchu gan ddefnyddio proses Acheson. Yn y dull hwn, rhoddir tywod silica purdeb uchel a golosg petrolewm mewn ffwrnais drydan fawr. Pan fydd y ffwrnais yn cyrraedd tymheredd hyd at 2,500 gradd Celsius, mae adwaith cemegol yn digwydd. Y bond silicon a charbon gyda'i gilydd i ffurfio crisialau mawr. Yna mae'r crisialau hyn yn cael eu malu a'u malu i wahanol feintiau i greu'r powdr rydyn ni'n ei ddefnyddio heddiw.
Mae'r powdr yn cael ei ddidoli yn ôl maint "graean". Mae gan bowdr bras grawn mawr, garw a all dynnu llawer o ddeunydd yn gyflym. Mae gan bowdr mân rawn bach, llyfn a ddefnyddir ar gyfer caboli. Mae'r diwydiant yn dilyn rheolau rhyngwladol fel FEPA ac ANSI i sicrhau bod gan bob bag o bowdr sgraffiniol carbid silicon yr union faint grawn sydd ei angen ar gyfer swydd benodol. Y cysondeb hwn yw pam y gall gweithgynhyrchwyr ddibynnu ar SiC am waith manwl gywir ddydd ar ôl dydd.
.jpg)
Mae perfformiadpowdr sgraffiniol carbid siliconyn dibynnu ar ei burdeb. Gall hyd yn oed symiau bach o elfennau eraill newid sut mae'r powdr yn ymddwyn. Isod mae tabl syml yn dangos beth sydd y tu mewn i bowdr carbid silicon du a gwyrdd o ansawdd uchel.
| Elfen /Cydran | Carbid Silicon Du (%) | Silicon carbid gwyrdd (%) |
|---|---|---|
| Silicon Carbide (SiC) | 98.2% - 98.8% | 99.2% - 99.7% |
| Carbon Rhydd (C) | Llai na 0.2% | Llai na 0.1% |
| Haearn Ocsid (Fe2O3) | Llai na 0.3% | Llai na 0.05% |
| Silica (SiO2) | Llai na 0.3% | Llai na 0.1% |
Fel y gwelwch, carbid silicon gwyrdd yw'r fersiwn "lanach". Mae ganddo fwy o SiC a llai o amhureddau, a dyna pam y'i defnyddir ar gyfer y cymwysiadau technegol mwyaf sensitif, megis yn y diwydiant electroneg.
Mae'r niferoedd hyn yn dweud wrthynt a all y deunydd oroesi pwysau neu wres swydd benodol. Dyma'r ystadegau mecanyddol ar gyfer powdr carbid silicon.
| Eiddo Corfforol | Gwerth | Pam Mae'n Bwysig |
|---|---|---|
| Caledwch Mohs | 9.2 - 9.5 | Gall dorri trwy bron unrhyw fetel neu garreg. |
| Dwysedd | 3.20 g /cm³ | Mae'n gryf ond nid yn rhy drwm. |
| Ymdoddbwynt | 2,730°C (Datgysylltiad) | Gall oroesi mewn tymheredd ffwrnais eithafol. |
| Dargludedd Thermol | 120 W /m·K | Mae'n helpu i oeri offer wrth iddynt weithio. |
| Cryfder Cywasgol | 3,900 MPa | Gall gymryd llawer iawn o rym gwasgu. |
Mae'r niferoedd hyn yn profi bod powdr sgraffiniol carbid silicon yn cael ei adeiladu ar gyfer amgylcheddau eithafol. Mae'n ddeunydd perfformiad uchel sy'n rhagori ar dywod neu alwminiwm ocsid traddodiadol ym mron pob categori technegol.
Oherwydd bod gan bowdr carbid silicon gymaint o nodweddion arbennig, fe'i defnyddir mewn llawer o wahanol ddiwydiannau. Mae'n anodd mynd trwy un diwrnod heb ddefnyddio rhywbeth a wnaed gyda chymorth SiC.
Pan fydd angen i ffatri siapio rhan fetel caled, maen nhw'n defnyddio olwyn malu. Os yw'r rhan honno wedi'i gwneud o rywbeth fel haearn bwrw neu fetel anfferrus (fel alwminiwm neu gopr), carbid silicon yw'r dewis gorau. Yn wahanol i sgraffinyddion eraill, nid yw SiC yn mynd yn ddiflas yn gyflym. Mae'n torri'n ddarnau miniog, felly mae'n parhau i dorri'n effeithiol nes bod y grawn wedi diflannu'n llwyr.
Mae'r rhain yn grawn mor fach fel eu bod yn teimlo fel blawd. Defnyddir y powdrau hyn mewn proses o'r enw "lapio." Er enghraifft, rhaid i'r lensys mewn camerâu pen uchel neu delesgopau fod yn berffaith llyfn. Mae gweithwyr yn defnyddio powdr sgraffiniol carbid silicon mewn cymysgedd hylif i rwbio'r gwydr yn araf nes ei fod yn berffaith fflat. Mae hyn yn sicrhau bod golau yn mynd trwy'r lens heb unrhyw ystumiad.
Mae ceir traddodiadol yn defnyddio sglodion silicon i reoli pŵer. Fodd bynnag, mae angen i EVs symud llawer o drydan yn gyflym iawn o'r batri i'r modur. Mae sglodion silicon yn mynd yn rhy boeth ac yn gwastraffu ynni. Canfu peirianwyr, os ydynt yn defnyddio carbid silicon yn lle hynny, y gall y sglodion drin folteddau uwch ac aros yn llawer oerach.
Mae hyn yn golygu y gall car trydan fynd ymhellach ar un gwefr a gwefru'n gyflymach mewn gorsaf. Powdr carbid silicon purdeb uchel yw'r deunydd cychwyn ar gyfer gwneud y sglodion datblygedig hyn. Wrth i fwy o bobl newid i geir trydan, mae'r galw am bowdr carbid silicon o ansawdd uchel yn tyfu'n gyflymach nag erioed o'r blaen. Dyma'r cynhwysyn cyfrinachol sy'n gwneud cludiant gwyrdd yn bosibl.
.jpg)
Yn y gorffennol, roedd festiau "bwletproof" wedi'u gwneud yn bennaf o ddur trwm neu ffabrigau meddal. Heddiw, mae arfwisg uwch-dechnoleg yn defnyddio platiau ceramig. I wneud y platiau hyn, mae powdr carbid silicon yn cael ei wasgu i siâp a'i gynhesu nes ei fod yn dod yn ddarn solet, caled o serameg.
Pan fydd bwled cyflym yn taro plât carbid silicon, mae'r ceramig mewn gwirionedd yn galetach na'r bwled. Mae'r plât yn gorfodi'r fwled i fflatio a chwalu. Er y gallai'r plât gracio, mae'n amsugno'r holl egni ac yn amddiffyn y person sy'n ei wisgo. Oherwydd bod SiC yn ysgafnach na dur, gall milwyr a swyddogion heddlu symud yn haws tra'n aros yn ddiogel. Defnyddir yr un dechnoleg hon i amddiffyn ochrau tanciau a hofrenyddion.
Defnyddir powdr carbid silicon i greu deunyddiau "anhydrin". Mae'r rhain yn ddeunyddiau sydd wedi'u cynllunio'n benodol i aros yn solet yn y gwres. Er enghraifft, mae'r "dodrefn" y tu mewn i odyn ceramig - y silffoedd a'r pyst sy'n dal y crochenwaith - yn aml wedi'i wneud o garbid silicon.
Oherwydd bod gan SiC ehangiad thermol isel, nid yw'n tyfu nac yn crebachu llawer pan fydd y tymheredd yn newid. Mae hyn yn atal y deunyddiau rhag cracio. Pe baech yn defnyddio silffoedd metel, byddent yn plygu neu'n toddi, ond mae carbid silicon yn aros yn berffaith fflat. Mae'r dibynadwyedd hwn yn arbed llawer o arian i ffatrïoedd oherwydd nid oes rhaid iddynt ailosod eu rhannau yn aml iawn.
Yn gyntaf, oherwydd ei fod mor galed ac yn para cyhyd, nid oes rhaid i ffatrïoedd ddefnyddio cymaint ohono. Mae llai o wastraff yn golygu ôl troed llai ar y Ddaear. Yn ail, fel y soniasom o'r blaen, mae'n rhan allweddol o'r dechnoleg mewn cerbydau trydan a phaneli solar.
Mewn ynni solar,powdr carbid silicon yn cael ei ddefnyddio i dorri'r ingotau silicon yn wafferi tenau sy'n dal golau'r haul. Po deneuach a mwy manwl yw'r toriad, y mwyaf effeithlon y daw'r panel solar. Trwy ddarparu'r offer i wneud paneli solar a EVs gwell, mae carbid silicon mewn gwirionedd yn helpu'r byd i symud i ffwrdd o olew a glo. Mae'n ddeunydd "gwyrdd" mewn mwy nag un ffordd.
Ar gyfer tynnu rhwd trwm neu dorri cerrig, carbid silicon du bras fel arfer yw'r opsiwn gorau a mwyaf fforddiadwy. Mae'n anodd ac yn gwneud y gwaith yn gyflym.
Fodd bynnag, os ydych chi'n gweithio ar rywbeth cain, fel sglodyn cyfrifiadur neu ddarn o emwaith, dylech chwilio am ficro-powdr carbid silicon gwyrdd. Mae angen i chi hefyd edrych ar "purdeb" y powdr. Ar gyfer malu diwydiannol, mae purdeb 98% yn iawn. Ond ar gyfer gwneud electroneg, efallai y bydd angen purdeb 99.9%.
Mae'n ddeunydd perfformiad uchel sy'n pontio'r bwlch rhwng gweithgynhyrchu traddodiadol a dyfodol technoleg. Mae ei galedwch eithafol yn ein galluogi i siapio'r metelau a'r cerrig anoddaf. Mae ei wrthwynebiad gwres anhygoel yn cadw ein ffatrïoedd i redeg a'n cerbydau awyrofod yn ddiogel. Mae ei briodweddau trydanol unigryw ar hyn o bryd yn chwyldroi'r ffordd yr ydym yn gyrru a sut rydym yn defnyddio ynni. O'r sglodion cyfrifiadurol lleiaf i'r ffwrnais ddiwydiannol fwyaf, mae powdr sgraffiniol carbid silicon yn darparu'r cryfder a'r dibynadwyedd y mae diwydiant modern yn eu mynnu. Wrth i ni barhau i arloesi, bydd y "diemwnt diwydiannol" hwn yn ddi-os yn parhau i fod yn ganolog i'n cynnydd technolegol.
1. A yw powdr carbid silicon yn naturiol neu wedi'i wneud gan ddyn?
Er ei fod yn bodoli ym myd natur fel mwyn o'r enw moissanite, mae'n brin iawn ac i'w ganfod mewn symiau bach yn unig mewn meteorynnau. Mae'r fersiwn diwydiannol yn cael ei greu mewn ffwrneisi trydan mawr gan ddefnyddio tywod a charbon.
2. A allaf ddefnyddio powdr sgraffiniol carbid silicon ar gyfer malu gwlyb a sych?
Ydy, mae carbid silicon yn gweithio'n dda iawn yn y ddau amgylchedd. Fe'i defnyddir yn aml ar ffurf "slyri" (wedi'i gymysgu â dŵr neu olew) ar gyfer caboli gwydr a wafferi, ond fe'i defnyddir hefyd mewn papur tywod sych ar gyfer gwaith pren a metel.
3. Pam mae carbid silicon gwyrdd yn ddrutach na du?
Mae carbid silicon gwyrdd yn ddrutach oherwydd ei fod yn fwy pur. Mae angen deunyddiau crai o ansawdd uwch a phroses weithgynhyrchu fwy gofalus i sicrhau bod llai o amhureddau fel haearn neu garbon rhydd.
4. A yw'n ddiogel trin powdr carbid silicon?
Nid yw silicon carbid yn wenwynig. Fodd bynnag, oherwydd bod y powdr wedi'i wneud o grisialau bach, miniog, gall frifo'ch ysgyfaint os byddwch yn ei anadlu i mewn. Dylech bob amser wisgo mwgwd llwch a defnyddio awyru priodol wrth weithio gyda'r powdr mewn amgylchedd sych.
5. A yw powdr carbid silicon yn rhydu?
Na, mae carbid silicon yn ddeunydd ceramig ac nid yw'n cynnwys metel sy'n gallu rhydu. Mae'n gallu gwrthsefyll dŵr, halen a'r rhan fwyaf o gemegau yn fawr, a dyna pam y'i defnyddir mewn cymwysiadau morol a chemegol.
6. Sut ddylwn i storio'r powdr?
Y peth pwysicaf yw ei gadw'n sych. Os yw'r powdr yn mynd yn llaith, gall grynhoi ynghyd, sy'n ei gwneud hi'n anodd ei ddefnyddio mewn peiriannau neu ar gyfer caboli manwl gywir. Storiwch ef mewn cynhwysydd wedi'i selio mewn lle oer, sych.
.png)
