Սիլիցիումի կարբիդը՝ նրա քիմիական անվանումը՝ SiC կամ ապրանքային անվանումը՝ carborundum, եզակի տեխնածին նյութ է, որը դարձել է ժամանակակից ճարտարագիտության հենասյունը։ Սիլիցիումի կարբիդի փոշին ստեղծվում է շատ բարձր ջերմաստիճաններում սիլիցիումի և ածխածնի համադրմամբ: Այսօր գործարաններում օգտագործվող սիլիցիումի կարբիդի հղկող փոշի գրեթե ամեն մի կտոր արտադրվում է խոշոր էլեկտրական վառարաններում:
Այսօր սիլիցիումի կարբիդը պարզապես «սրիչ» չէ: Սա բարձր տեխնոլոգիական նյութ է, որն օգտագործվում է սմարթֆոնի ներսում չիպերի, արագընթաց սպորտային մեքենաների արգելակների և զինվորների կողմից կրած պաշտպանիչ զրահների պատրաստման համար: Ծայրահեղ շոգին դիմակայելու, քիմիական վնասներին դիմակայելու և նույնիսկ ծանր ճնշման տակ սուր մնալու կարողությունը այն դարձնում է առաջին ընտրությունը Երկրի ամենադժվար միջավայրերում աշխատող ինժեներների համար:
SiC-ի մեծ մասը արտադրվում է Acheson պրոցեսի միջոցով: Այս մեթոդով բարձր մաքրության սիլիցիումի ավազը և նավթային կոքսը տեղադրվում են մեծ էլեկտրական վառարանում: Երբ վառարանը հասնում է մինչև 2500 աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանի, տեղի է ունենում քիմիական ռեակցիա։ Սիլիցիումը և ածխածինը միանում են իրար՝ ձևավորելով մեծ բյուրեղներ։ Այս բյուրեղները այնուհետև մանրացված և մանրացված են տարբեր չափերի՝ ստեղծելու այն փոշին, որը մենք օգտագործում ենք այսօր:
Փոշը տեսակավորված է ըստ «գրիտի» չափի։ Կոպիտ փոշին ունի խոշոր, կոպիտ հատիկներ, որոնք կարող են արագ հեռացնել շատ նյութեր: Նուրբ փոշին ունի մանր, հարթ հատիկներ, որոնք օգտագործվում են փայլեցման համար: Արդյունաբերությունը հետևում է միջազգային կանոններին, ինչպիսիք են FEPA-ն և ANSI-ն՝ համոզվելու համար, որ սիլիցիումի կարբիդի հղկող փոշու յուրաքանչյուր պարկ ունի կոնկրետ աշխատանքի համար անհրաժեշտ հատիկի ճշգրիտ չափը: Այս հետևողականությունն է պատճառը, որ արտադրողները կարող են օր օրի ճշգրիտ աշխատանքի համար ապավինել SiC-ին:
.jpg)
-ի կատարումըսիլիցիումի կարբիդ հղկող փոշիկախված է նրա մաքրությունից: Նույնիսկ փոքր քանակությամբ այլ տարրեր կարող են փոխել փոշիի վարքագիծը: Ստորև բերված է մի պարզ աղյուսակ, որը ցույց է տալիս, թե ինչ կա սիլիցիումի կարբիդի բարձրորակ սև և կանաչ փոշու ներսում:
| Տարր/Բաղադրիչ | Սև սիլիցիումի կարբիդ (%) | Կանաչ սիլիցիումի կարբիդ (%) |
|---|---|---|
| Սիլիցիումի կարբիդ (SiC) | 98.2% - 98.8% | 99.2% - 99.7% |
| Ազատ ածխածին (C) | 0,2%-ից պակաս | 0,1%-ից պակաս |
| Երկաթի օքսիդ (Fe2O3) | 0,3%-ից պակաս | 0,05%-ից պակաս |
| Սիլիցիում (SiO2) | 0,3%-ից պակաս | 0,1%-ից պակաս |
Ինչպես տեսնում եք, կանաչ սիլիցիումի կարբիդը «ավելի մաքուր» տարբերակն է: Այն ունի ավելի շատ SiC և ավելի քիչ կեղտեր, այդ իսկ պատճառով այն օգտագործվում է առավել զգայուն տեխնիկական ծրագրերի համար, ինչպիսիք են էլեկտրոնիկայի արդյունաբերությունը:
Այս թվերը նրանց ասում են, թե արդյոք նյութը կարող է գոյատևել որոշակի աշխատանքի ճնշման կամ ջերմության պատճառով: Ահա սիլիցիումի կարբիդի փոշու մեխանիկական վիճակագրությունը:
| Ֆիզիկական սեփականություն | Արժեք | Ինչու է դա կարևոր |
|---|---|---|
| Մոհսի կարծրություն | 9.2 - 9.5 | Այն կարող է կտրել գրեթե ցանկացած մետաղ կամ քար: |
| Խտություն | 3,20 գ/սմ³ | Այն ամուր է, բայց ոչ շատ ծանր: |
| Հալման կետ | 2730°C (դիսոցացիա) | Այն կարող է գոյատևել վառարանների ծայրահեղ ջերմաստիճաններում: |
| Ջերմային հաղորդունակություն | 120 W/m·K | Այն օգնում է սառեցնել գործիքները, երբ նրանք աշխատում են: |
| Սեղմման ուժը | 3900 ՄՊա | Այն կարող է մեծ քանակությամբ ջախջախիչ ուժ պահանջել: |
Այս թվերն ապացուցում են, որ սիլիցիումի կարբիդի հղկող փոշին կառուցված է ծայրահեղ միջավայրի համար: Այն բարձր արդյունավետությամբ նյութ է, որը գերազանցում է ավանդական ավազին կամ ալյումինի օքսիդին գրեթե բոլոր տեխնիկական կատեգորիաներում:
Քանի որ սիլիցիումի կարբիդի փոշին ունի շատ հատուկ հատկություններ, այն օգտագործվում է տարբեր ոլորտներում: Դժվար է մեկ օր անցնել առանց SiC-ի օգնությամբ պատրաստված մի բանի:
Երբ գործարանը պետք է ձևավորի կոշտ մետաղական մաս, նրանք օգտագործում են հղկող անիվ: Եթե այդ մասը պատրաստված է չուգունից կամ գունավոր մետաղից (օրինակ՝ ալյումինից կամ պղնձից), սիլիցիումի կարբիդը լավագույն ընտրությունն է: Ի տարբերություն այլ հղկող նյութերի, SiC-ն արագ չի թուլանում: Այն կոտրվում է սուր կտորների, ուստի շարունակում է արդյունավետորեն կտրել, մինչև հատիկն ամբողջությամբ չվերանա:
Սրանք այնքան փոքր հատիկներ են, որ կարծես ալյուր լինեն: Այս փոշիները օգտագործվում են մի գործընթացում, որը կոչվում է «լափում»: Օրինակ, բարձրակարգ տեսախցիկների կամ աստղադիտակների ոսպնյակները պետք է կատարյալ հարթ լինեն: Աշխատողները հեղուկ խառնուրդի մեջ օգտագործում են սիլիցիումի կարբիդի հղկող փոշի՝ ապակին դանդաղ քսելու համար, մինչև այն կատարյալ հարթ լինի: Սա ապահովում է, որ լույսը անցնում է ոսպնյակի միջով առանց որևէ աղավաղման:
Ավանդական մեքենաներն օգտագործում են սիլիկոնային չիպեր՝ էներգիան կառավարելու համար: Այնուամենայնիվ, EV-ները պետք է շատ արագ էլեկտրաէներգիա տեղափոխեն մարտկոցից դեպի շարժիչ: Սիլիկոնային չիպերը շատ են տաքանում և վատնում էներգիան: Ինժեներները պարզել են, որ եթե փոխարենը նրանք օգտագործեն սիլիցիումի կարբիդ, ապա չիպերը կարող են ավելի բարձր լարման ենթարկվել և շատ ավելի սառը մնալ:
Սա նշանակում է, որ էլեկտրական մեքենան կարող է առաջ գնալ մեկ լիցքավորմամբ և ավելի արագ լիցքավորվել կայարանում: Բարձր մաքրության սիլիցիումի կարբիդի փոշին այս առաջադեմ չիպերի պատրաստման մեկնարկային նյութն է: Քանի որ ավելի շատ մարդիկ անցնում են էլեկտրական մեքենաների, բարձրորակ սիլիցիումի կարբիդի փոշու պահանջարկն ավելի արագ է աճում, քան երբևէ: Դա կանաչ տրանսպորտը հնարավոր դարձնելու գաղտնի բաղադրիչն է:
.jpg)
Նախկինում «գնդիկավոր» ժիլետները հիմնականում պատրաստված էին ծանր պողպատից կամ փափուկ գործվածքներից։ Այսօր բարձր տեխնոլոգիական զրահներում օգտագործվում են կերամիկական թիթեղներ: Այս թիթեղները պատրաստելու համար սիլիցիումի կարբիդի փոշին սեղմում են ձևավորելու և տաքացնում, մինչև այն դառնա պինդ, պինդ կերամիկական կտոր:
Երբ արագընթաց գնդակը դիպչում է սիլիցիումի կարբիդի թիթեղին, կերամիկան իրականում ավելի կոշտ է, քան փամփուշտը: Թիթեղը ստիպում է փամփուշտը հարթվել ու փշրվել։ Թեև ափսեը կարող է ճաքել, այն կլանում է ողջ էներգիան և պաշտպանում այն կրողին: Քանի որ SiC-ն ավելի թեթև է, քան պողպատը, զինվորներն ու ոստիկանները կարող են ավելի հեշտությամբ շարժվել՝ ապահով մնալով: Այս նույն տեխնոլոգիան օգտագործվում է տանկերի և ուղղաթիռների կողքերը պաշտպանելու համար։
Սիլիցիումի կարբիդի փոշին օգտագործվում է «հրակայուն» նյութեր ստեղծելու համար։ Սրանք նյութեր են, որոնք հատուկ նախագծված են ջերմության մեջ ամուր մնալու համար: Օրինակ, կերամիկական վառարանի ներսում գտնվող «կահույքը»՝ դարակները և սյուները, որոնցում պահվում է խեցեղենը, հաճախ պատրաստված են սիլիցիումի կարբիդից:
Քանի որ SiC-ն ունի ցածր ջերմային ընդլայնում, այն շատ չի աճում կամ փոքրանում, երբ ջերմաստիճանը փոխվում է: Սա կանխում է նյութերի ճաքելը: Եթե օգտագործեիք մետաղական դարակներ, դրանք կծկվեին կամ կհալվեին, բայց սիլիցիումի կարբիդը մնում է կատարյալ հարթ: Այս հուսալիությունը գործարաններին մեծ գումարներ է խնայում, քանի որ նրանք ստիպված չեն լինում հաճախակի փոխարինել իրենց մասերը:
Նախ, քանի որ այն շատ կոշտ է և երկար է տևում, գործարանները ստիպված չեն այդքան օգտագործել: Ավելի քիչ թափոններ նշանակում է ավելի փոքր հետք Երկրի վրա: Երկրորդ, ինչպես նախկինում նշեցինք, դա էլեկտրական մեքենաների և արևային մարտկոցների տեխնոլոգիայի հիմնական մասն է:
Արեգակնային էներգիայի մեջ,սիլիցիումի կարբիդի փոշի օգտագործվում է սիլիցիումի ձուլակտորները բարակ վաֆլիների մեջ կտրելու համար, որոնք գրավում են արևի լույսը: Որքան բարակ և ճշգրիտ կտրվածքը, այնքան ավելի արդյունավետ է դառնում արևային մարտկոցը: Տրամադրելով ավելի լավ արևային վահանակներ և էլեկտրաէներգիա արտադրելու գործիքներ՝ սիլիցիումի կարբիդն իրականում օգնում է աշխարհին հեռանալ նավթից և ածուխից: Դա «կանաչ» նյութ է մեկից ավելի ձևերով:
Ծանր ժանգը հեռացնելու կամ քար կտրելու համար կոպիտ սիլիցիումի կարբիդը սովորաբար լավագույն և մատչելի տարբերակն է: Դա դժվար է և արագ է կատարում գործը:
Այնուամենայնիվ, եթե դուք աշխատում եք ինչ-որ նուրբ բանի վրա, ինչպիսին է համակարգչային չիպը կամ զարդը, դուք պետք է փնտրեք կանաչ սիլիցիումի կարբիդի միկրոփոշի: Պետք է նաև նայեք փոշու «մաքրությանը»: Արդյունաբերական հղկման համար 98% մաքրությունը լավ է: Բայց էլեկտրոնիկա պատրաստելու համար ձեզ կարող է անհրաժեշտ լինել 99,9% մաքրություն:
Այն բարձր արդյունավետությամբ նյութ է, որը կամրջում է ավանդական արտադրության և տեխնոլոգիայի ապագայի միջև եղած բացը: Նրա ծայրահեղ կարծրությունը թույլ է տալիս ձևավորել ամենակոշտ մետաղներն ու քարերը: Նրա անհավատալի ջերմակայունությունը ապահովում է մեր գործարանների աշխատանքը և մեր օդատիեզերական մեքենաների անվտանգությունը: Նրա եզակի էլեկտրական հատկությունները ներկայումս հեղափոխում են մեր վարելու ձևը և էներգիան օգտագործելու եղանակը: Ամենափոքր համակարգչային չիպից մինչև ամենամեծ արդյունաբերական վառարանը, սիլիցիումի կարբիդի հղկող փոշին ապահովում է ուժ և հուսալիություն, որը պահանջում է ժամանակակից արդյունաբերությունը: Մինչ մենք շարունակում ենք նորարարությունները, այս «արդյունաբերական ադամանդը», անկասկած, կմնա մեր տեխնոլոգիական առաջընթացի կենտրոնում:
1. Սիլիցիումի կարբիդի փոշին բնական է, թե՞ արհեստական:
Թեև այն գոյություն ունի բնության մեջ որպես մոյսանիտ կոչվող միներալ, այն շատ հազվադեպ է և հանդիպում է միայն փոքր քանակությամբ երկնաքարերում: Արդյունաբերական տարբերակը ստեղծվում է խոշոր էլեկտրական վառարաններում՝ ավազի և ածխածնի օգտագործմամբ:
2. Կարո՞ղ եմ սիլիցիումի կարբիդի հղկող փոշի օգտագործել թաց և չոր մանրացման համար:
Այո, սիլիցիումի կարբիդը շատ լավ է աշխատում երկու միջավայրերում: Այն հաճախ օգտագործվում է «ցեխոտ» տեսքով (խառնված ջրի կամ յուղի հետ) ապակիների և վաֆլիների փայլեցման համար, բայց այն նաև օգտագործվում է չոր հղկաթուղթում՝ փայտի և մետաղի աշխատանքների համար։
3. Ինչու՞ է կանաչ սիլիցիումի կարբիդն ավելի թանկ, քան սևը:
Կանաչ սիլիցիումի կարբիդը ավելի թանկ է, քանի որ այն ավելի մաքուր է: Այն պահանջում է ավելի բարձր որակի հումք և ավելի զգույշ արտադրական գործընթաց՝ ապահովելու համար, որ կան ավելի քիչ կեղտեր, ինչպիսիք են երկաթը կամ ազատ ածխածինը:
4. Արդյո՞ք անվտանգ է սիլիցիումի կարբիդի փոշու հետ աշխատելը:
Սիլիցիումի կարբիդը թունավոր չէ: Այնուամենայնիվ, քանի որ փոշին պատրաստված է մանր, սուր բյուրեղներից, այն կարող է վնասել ձեր թոքերը, եթե այն ներշնչեք: Դուք միշտ պետք է կրեք փոշու դիմակ և օգտագործեք պատշաճ օդափոխություն՝ չոր միջավայրում փոշու հետ աշխատելիս:
5. Արդյո՞ք սիլիցիումի կարբիդի փոշին ժանգոտում է:
Ոչ, սիլիցիումի կարբիդը կերամիկական նյութ է և չի պարունակում մետաղ, որը կարող է ժանգոտել: Այն բարձր դիմացկուն է ջրի, աղի և քիմիական նյութերի մեծ մասի նկատմամբ, այդ իսկ պատճառով այն օգտագործվում է ծովային և քիմիական կիրառություններում:
6. Ինչպե՞ս պետք է պահեմ փոշին:
Ամենակարևորը չոր պահելն է։ Եթե փոշին խոնավանում է, այն կարող է միաձուլվել, ինչը դժվարացնում է այն օգտագործել մեքենաներում կամ ճշգրիտ փայլեցման համար: Պահպանեք այն փակ տարայի մեջ զով, չոր տեղում:
.png)
