Silicio karbidas, jo cheminis pavadinimas SiC arba prekės pavadinimas karborundas, yra unikali žmogaus sukurta medžiaga, tapusi šiuolaikinės inžinerijos ramsčiu. Silicio karbido milteliai sukuriami sujungiant silicį ir anglį esant labai aukštai temperatūrai. Beveik kiekviena silicio karbido abrazyvinių miltelių dalis, kuri šiandien naudojama gamyklose, gaminama didelėse elektrinėse krosnyse.
Šiandien silicio karbidas nėra tik „šlifuoklis“. Tai aukštųjų technologijų medžiaga, iš kurios gaminami lustai jūsų išmaniajame telefone, greitaeigių sportinių automobilių stabdžiai ir karių dėvimi apsauginiai šarvai. Dėl savo gebėjimo atlaikyti didelį karštį, atsispirti cheminiams pažeidimams ir išlikti aštriems net esant dideliam slėgiui, jis yra pirmasis pasirinkimas inžinieriams, dirbantiems sunkiausioje Žemės aplinkoje.
Dauguma SiC gaminami naudojant Acheson procesą. Taikant šį metodą, didelio grynumo silicio dioksido smėlis ir naftos koksas dedamas į didelę elektrinę krosnį. Kai krosnis įkaista iki 2500 laipsnių Celsijaus, įvyksta cheminė reakcija. Silicis ir anglis jungiasi, kad sudarytų didelius kristalus. Tada šie kristalai susmulkinami ir sumalami į įvairaus dydžio miltelius, kuriuos naudojame šiandien.
Milteliai rūšiuojami pagal „smulkmenų“ dydį. Stambūs milteliai turi didelius, šiurkščius grūdelius, kurie gali greitai pašalinti daug medžiagos. Smulkūs milteliai turi smulkius, lygius grūdelius, naudojamus poliravimui. Pramonė laikosi tarptautinių taisyklių, pvz., FEPA ir ANSI, siekdama užtikrinti, kad kiekvienas silicio karbido abrazyvinių miltelių maišelis būtų tikslaus grūdelių dydžio, kurio reikia konkrečiam darbui. Dėl šios nuoseklumo gamintojai gali pasikliauti SiC, kad kiekvieną dieną dirbtų tiksliai.
.jpg)
Spektaklis išabrazyviniai silicio karbido milteliaipriklauso nuo jo grynumo. Net nedideli kitų elementų kiekiai gali pakeisti miltelių veikimą. Žemiau yra paprasta lentelė, kurioje parodyta, kas yra aukštos kokybės juodo ir žalio silicio karbido miltelių viduje.
| Elementas/Komponentas | Juodas silicio karbidas (%) | Žalias silicio karbidas (%) |
|---|---|---|
| Silicio karbidas (SiC) | 98.2% - 98.8% | 99.2% - 99.7% |
| Nemokama anglis (C) | Mažiau nei 0,2 proc. | Mažiau nei 0,1 proc. |
| Geležies oksidas (Fe2O3) | Mažiau nei 0,3 proc. | Mažiau nei 0,05 % |
| Silicio dioksidas (SiO2) | Mažiau nei 0,3 proc. | Mažiau nei 0,1 proc. |
Kaip matote, žalias silicio karbidas yra „švaresnė“ versija. Jame yra daugiau SiC ir mažiau priemaišų, todėl jis naudojamas jautriausioms techninėms reikmėms, pavyzdžiui, elektronikos pramonėje.
Šie skaičiai parodo, ar medžiaga gali atlaikyti slėgį ar šilumą atliekant tam tikrą darbą. Čia yra mechaninė silicio karbido miltelių statistika.
| Fizinė nuosavybė | Vertė | Kodėl tai svarbu |
|---|---|---|
| Moso kietumas | 9.2 - 9.5 | Jis gali pjauti beveik bet kokį metalą ar akmenį. |
| Tankis | 3,20 g/cm³ | Jis stiprus, bet ne per sunkus. |
| Lydymosi taškas | 2730°C (disociacija) | Jis gali išgyventi esant ekstremalioms krosnies temperatūroms. |
| Šilumos laidumas | 120 W/m·K | Tai padeda atvėsti įrankius jiems dirbant. |
| Suspaudimo stiprumas | 3900 MPa | Tam gali prireikti didžiulės gniuždymo jėgos. |
Šie skaičiai įrodo, kad silicio karbido abrazyviniai milteliai yra sukurti ekstremalioms aplinkoms. Tai aukštos kokybės medžiaga, kuri beveik visose techninėse kategorijose pranoksta tradicinį smėlį arba aliuminio oksidą.
Kadangi silicio karbido milteliai turi tiek daug ypatingų savybių, jie naudojami daugelyje skirtingų pramonės šakų. Sunku išgyventi vieną dieną nenaudojant kažko, kas buvo pagaminta naudojant SiC.
Kai gamyklai reikia suformuoti kietą metalinę dalį, jie naudoja šlifavimo diską. Jei ta dalis pagaminta iš ko nors, pavyzdžiui, ketaus arba spalvotojo metalo (pvz., aliuminio ar vario), silicio karbidas yra geriausias pasirinkimas. Skirtingai nuo kitų abrazyvų, SiC greitai nenublunka. Jis skyla į aštrius gabalus, todėl efektyviai pjauna tol, kol grūdai visiškai išnyks.
Tai tokie maži grūdeliai, kad jaučiasi kaip miltai. Šie milteliai naudojami procese, vadinamame „plakavimu“. Pavyzdžiui, aukščiausios klasės fotoaparatų ar teleskopų objektyvai turi būti visiškai lygūs. Darbuotojai naudoja silicio karbido abrazyvinius miltelius skystame mišinyje, kad lėtai trina stiklą, kol jis visiškai plokščias. Tai užtikrina, kad šviesa prasiskverbtų pro objektyvą be jokių iškraipymų.
Tradiciniai automobiliai galiai valdyti naudoja silicio lustus. Tačiau elektromobiliams reikia labai greitai perkelti daug elektros energijos iš akumuliatoriaus į variklį. Silicio lustai per daug įkaista ir eikvoja energiją. Inžinieriai išsiaiškino, kad jei vietoj jų bus naudojamas silicio karbidas, lustai gali atlaikyti didesnę įtampą ir išliks daug vėsesni.
Tai reiškia, kad elektromobilis vienu įkrovimu gali nuvažiuoti toliau ir greičiau įkrauti stotyje. Didelio grynumo silicio karbido milteliai yra pradinė šių pažangių lustų gamybos medžiaga. Vis daugiau žmonių pereina prie elektromobilių, todėl aukštos kokybės silicio karbido miltelių paklausa auga greičiau nei bet kada anksčiau. Tai slaptas ingredientas, leidžiantis ekologišką transportą.
.jpg)
Anksčiau „neperšaunamos“ liemenės dažniausiai buvo gaminamos iš sunkaus plieno arba minkštų audinių. Šiandien aukštųjų technologijų šarvai naudoja keramines plokštes. Norint pagaminti šias plokštes, silicio karbido milteliai presuojami į formą ir kaitinami, kol tampa vientisu kietu keramikos gabalu.
Kai didelio greičio kulka atsitrenkia į silicio karbido plokštę, keramika iš tikrųjų yra kietesnė už kulką. Plokštė priverčia kulką išsilyginti ir suskilti. Nors plokštelė gali įtrūkti, ji sugeria visą energiją ir apsaugo ją nešiojantį žmogų. Kadangi SiC yra lengvesnis už plieną, kariai ir policijos pareigūnai gali lengviau judėti, būdami saugūs. Ta pati technologija naudojama tankų ir sraigtasparnių šonams apsaugoti.
Silicio karbido milteliai naudojami „ugniai atsparioms“ medžiagoms kurti. Tai medžiagos, specialiai sukurtos tam, kad išliktų kietos karštyje. Pavyzdžiui, keramikos krosnyje esantys „baldai“ – lentynos ir stulpai, kuriuose laikomi keramikos dirbiniai – dažnai yra pagaminti iš silicio karbido.
Kadangi SiC turi mažą šiluminį plėtimąsi, kintant temperatūrai jis nedaug auga ir nesitraukia. Tai apsaugo medžiagas nuo įtrūkimų. Jei naudotumėte metalines lentynas, jos sulinktų arba išsilydytų, tačiau silicio karbidas išlieka idealiai plokščias. Dėl šio patikimumo gamyklos sutaupo daug pinigų, nes joms nereikia labai dažnai keisti savo dalių.
Pirma, kadangi jis toks kietas ir taip ilgai tarnauja, gamykloms nereikia jo naudoti tiek daug. Mažiau atliekų reiškia mažesnį pėdsaką Žemėje. Antra, kaip minėjome anksčiau, tai yra pagrindinė elektrinių transporto priemonių ir saulės baterijų technologijų dalis.
Saulės energetikoje,silicio karbido milteliai naudojamas silicio luitams supjaustyti į plonus vaflius, kurie gaudo saulės šviesą. Kuo plonesnis ir tikslesnis pjūvis, tuo saulės baterijų skydelis tampa efektyvesnis. Suteikdamas įrankius geresniems saulės kolektoriams ir elektromobiliams gaminti, silicio karbidas iš tikrųjų padeda pasauliui atsitraukti nuo naftos ir anglies. Tai yra „žalia“ medžiaga daugeliu atžvilgių.
Didelio našumo rūdžių šalinimui arba akmenų pjovimui šiurkštus juodas silicio karbidas paprastai yra geriausias ir įperkamiausias pasirinkimas. Tai sunku ir greitai atlieka darbą.
Tačiau jei dirbate su kažkuo subtiliu, pavyzdžiui, kompiuterio lustu ar papuošalu, turėtumėte ieškoti žalios silicio karbido mikromiltelių. Taip pat reikia žiūrėti į pudros „grynumą“. Pramoniniam šlifavimui tinka 98 % grynumo. Tačiau norint gaminti elektroniką, jums gali prireikti 99,9% grynumo.
Tai didelio našumo medžiaga, kuri užpildo atotrūkį tarp tradicinės gamybos ir technologijų ateities. Ypatingas jo kietumas leidžia formuoti kiečiausius metalus ir akmenis. Dėl neįtikėtino atsparumo karščiui mūsų gamyklos veikia, o mūsų aviacijos ir erdvėlaiviai yra saugūs. Jo unikalios elektrinės savybės šiuo metu keičia mūsų vairavimo ir energijos naudojimo būdus. Nuo mažiausio kompiuterio lusto iki didžiausios pramoninės krosnies, silicio karbido abrazyviniai milteliai suteikia tvirtumo ir patikimumo, kurio reikalauja šiuolaikinė pramonė. Mums ir toliau diegiant naujoves, šis „pramoninis deimantas“ neabejotinai išliks mūsų technologinės pažangos centre.
1. Ar silicio karbido milteliai yra natūralūs ar dirbtiniai?
Nors gamtoje jis egzistuoja kaip mineralas, vadinamas moissanitu, jis yra labai retas ir meteorituose randamas tik nedideliais kiekiais. Pramoninė versija sukurta didelėse elektrinėse krosnyse naudojant smėlį ir anglį.
2. Ar galiu naudoti silicio karbido abrazyvinius miltelius šlapiam ir sausam šlifavimui?
Taip, silicio karbidas labai gerai veikia abiejose aplinkose. Jis dažnai naudojamas „srutų“ pavidalu (sumaišytas su vandeniu arba aliejumi) stiklui ir plokštelėms poliruoti, bet taip pat naudojamas sausam švitriniam popieriui, skirtam medienos ir metalo darbams.
3. Kodėl žalias silicio karbidas yra brangesnis nei juodas?
Žalias silicio karbidas yra brangesnis, nes yra grynesnis. Tam reikalingos aukštesnės kokybės žaliavos ir kruopštesnis gamybos procesas, siekiant užtikrinti, kad būtų mažiau priemaišų, pvz., geležies ar laisvos anglies.
4. Ar saugu tvarkyti silicio karbido miltelius?
Silicio karbidas nėra toksiškas. Tačiau kadangi milteliai yra pagaminti iš mažyčių aštrių kristalų, juos įkvėpus gali pakenkti plaučiams. Dirbdami su milteliais sausoje aplinkoje visada turėtumėte dėvėti kaukę nuo dulkių ir tinkamai vėdinti.
5. Ar silicio karbido milteliai nerūdija?
Ne, silicio karbidas yra keraminė medžiaga ir jame nėra metalo, kuris gali rūdyti. Jis yra labai atsparus vandeniui, druskai ir daugumai chemikalų, todėl naudojamas jūrų ir chemijos srityse.
6. Kaip turėčiau laikyti miltelius?
Svarbiausia, kad jis būtų sausas. Jei milteliai sudrėksta, jie gali sulipti, todėl juos sunku naudoti mašinose arba tiksliam poliravimui. Laikykite jį sandariai uždarytoje talpykloje vėsioje, sausoje vietoje.
.png)
