Силициум карбид, неговото хемиско име SiC или трговското име карборунд, е уникатен вештачки материјал кој стана столб на модерното инженерство. Прашокот од силициум карбид се создава со комбинирање на силициум и јаглерод на многу високи температури. Речиси секој дел од абразивниот прав од силициум карбид што се користи во фабриките денес се произведува во големи електрични печки.
Денес силициум карбид не е само „мелница“. Тоа е високотехнолошки материјал што се користи за изработка на чипови во вашиот паметен телефон, сопирачки во спортските автомобили со голема брзина и заштитниот оклоп што го носат војниците. Неговата способност да издржи екстремна топлина, да се спротивстави на хемиските оштетувања и да остане остар дури и под силен притисок, го прави првиот избор за инженерите кои работат во најтешките средини на Земјата.
Повеќето SiC се произведуваат со помош на процесот Ачесон. Во овој метод, силициум песок со висока чистота и нафтен кокс се ставаат во голема електрична печка. Кога печката ќе достигне температура до 2.500 степени Целзиусови, доаѓа до хемиска реакција. Силициумот и јаглеродот се поврзуваат заедно за да формираат големи кристали. Овие кристали потоа се дробат и се мелат во различни големини за да се создаде прашокот што го користиме денес.
Прашокот се подредува по големина на „гриз“. Крупниот прав има големи, груби зрна кои можат брзо да отстранат многу материјал. Финиот прав има ситни, мазни зрна што се користат за полирање. Индустријата ги следи меѓународните правила како FEPA и ANSI за да се осигура дека секоја кеса со абразивен прав од силициум карбид ја има точната големина на зрната потребна за одредена работа. Оваа конзистентност е причината зошто производителите можат да се потпрат на SiC за прецизна работа секој ден.
.jpg)
Настапот насилициум карбид абразивен правзависи од неговата чистота. Дури и мали количини на други елементи може да го променат начинот на кој се однесува пудрата. Подолу е едноставна табела која покажува што има внатре висококвалитетен црн и зелен силициум карбид во прав.
| Елемент/Компонента | Црн силициум карбид (%) | Зелен силициум карбид (%) |
|---|---|---|
| Силициум карбид (SiC) | 98.2% - 98.8% | 99.2% - 99.7% |
| Слободен јаглерод (C) | Помалку од 0,2% | Помалку од 0,1% |
| Железен оксид (Fe2O3) | Помалку од 0,3% | Помалку од 0,05% |
| Силика (SiO2) | Помалку од 0,3% | Помалку од 0,1% |
Како што можете да видите, зелениот силициум карбид е „почиста“ верзија. Има повеќе SiC и помалку нечистотии, поради што се користи за најчувствителните технички апликации, како на пример во електронската индустрија.
Овие бројки им кажуваат дали материјалот може да го преживее притисокот или топлината на одредена работа. Еве ја механичката статистика за прав од силициум карбид.
| Физичка сопственост | Вредност | Зошто е важно |
|---|---|---|
| Тврдост на Мохс | 9.2 - 9.5 | Може да пресече речиси секој метал или камен. |
| Густина | 3,20 g/cm³ | Силен е, но не премногу тежок. |
| Точка на топење | 2.730°C (дисоцијација) | Може да преживее на екстремни температури во печката. |
| Топлинска спроводливост | 120 W/m·K | Тоа помага да се изладат алатките додека работат. |
| Јачина на притисок | 3.900 MPa | Може да потрае огромна количина на сила на дробење. |
Овие бројки докажуваат дека абразивниот прав од силициум карбид е изграден за екстремни средини. Тоа е материјал со високи перформанси кој го надминува традиционалниот песок или алуминиум оксид во речиси секоја техничка категорија.
Бидејќи прашокот од силициум карбид има толку многу посебни особини, тој се користи во многу различни индустрии. Тешко е да се помине еден ден без да се користи нешто што е направено со помош на SiC.
Кога фабриката треба да обликува тврд метален дел, тие користат тркало за мелење. Ако тој дел е направен од нешто како леано железо или обоен метал (како алуминиум или бакар), силициум карбид е најдобриот избор. За разлика од другите абразиви, SiC не се досадува брзо. Се крши на остри парчиња, па продолжува ефикасно да сече додека зрното целосно не исчезне.
Ова се зрна толку мали што се чувствуваат како брашно. Овие прашоци се користат во процес наречен „преклопување“. На пример, леќите во камерите или телескопите од високата класа мора да бидат совршено мазни. Работниците користат абразивен прав од силициум карбид во течна мешавина за полека да го тријат стаклото додека не биде совршено рамно. Ова осигурува дека светлината поминува низ објективот без никакво изобличување.
Традиционалните автомобили користат силиконски чипови за управување со енергијата. Сепак, електричните возила треба многу брзо да пренесат многу електрична енергија од батеријата до моторот. Силиконските чипови се премногу жешки и трошат енергија. Инженерите откриле дека ако наместо тоа користат силициум карбид, чиповите можат да се справат со повисоки напони и да останат многу поладни.
Ова значи дека електричниот автомобил може да оди понатаму со едно полнење и да се полни побрзо на станицата. Прашокот од силициум карбид со висока чистота е почетен материјал за правење на овие напредни чипови. Како што се повеќе луѓе се префрлаат на електрични автомобили, побарувачката за висококвалитетен прав од силициум карбид расте побрзо од кога било досега. Тоа е тајната состојка што овозможува зелен транспорт.
.jpg)
Во минатото „панцирните“ елеци најчесто се правеле од тежок челик или меки ткаенини. Денес, високотехнолошкиот оклоп користи керамички плочи. За да се направат овие плочи, прашокот од силициум карбид се притиска во облик и се загрева додека не стане цврсто, тврдо парче керамика.
Кога куршум со голема брзина ќе удри во плоча од силициум карбид, керамиката е всушност потврда од куршумот. Плочата го принудува куршумот да се израмни и скрши. Иако чинијата може да пукне, таа ја апсорбира целата енергија и го штити лицето што ја носи. Бидејќи SiC е полесен од челик, војниците и полицајците можат полесно да се движат додека се безбедни. Истата технологија се користи за заштита на страните на тенковите и хеликоптерите.
Прашокот од силициум карбид се користи за создавање „огноотпорни“ материјали. Ова се материјали дизајнирани специјално да останат цврсти на топлина. На пример, „мебелот“ во керамичка печка - полиците и столбовите што ја држат керамиката - често е направен од силициум карбид.
Бидејќи SiC има мала термичка експанзија, не расте или се намалува многу кога се менува температурата. Ова го спречува пукањето на материјалите. Кога би користеле метални полици, тие би се свиткале или се топеле, но силициум карбидот останува совршено рамен. Оваа доверливост им заштедува многу пари на фабриките бидејќи не мора многу често да ги заменуваат своите делови.
Прво, затоа што е толку тешко и трае толку долго, фабриките не мора да користат толку многу од него. Помалку отпад значи помал отпечаток на Земјата. Второ, како што споменавме претходно, тоа е клучен дел од технологијата во електричните возила и соларните панели.
Во сончевата енергија,силициум карбид во прав се користи за сечење на силиконските инготи на тенки наполитанки кои ја зафаќаат сончевата светлина. Колку е потенко и попрецизно сечењето, толку сончевиот панел станува поефикасен. Со обезбедување на алатки за правење подобри соларни панели и електрични возила, силициум карбидот всушност му помага на светот да се оддалечи од нафтата и јагленот. Тоа е „зелен“ материјал на повеќе начини.
За тешко отстранување на 'рѓа или сечење камен, груб црн силициум карбид е обично најдобрата и најприфатлива опција. Тешко е и брзо ја завршува работата.
Меѓутоа, ако работите на нешто деликатно, како компјутерски чип или парче накит, треба да барате зелен силициум карбид микро-прав. Треба да ја погледнете и „чистотата“ на пудрата. За индустриско мелење, 98% чистота е во ред. Но, за правење електроника, можеби ќе ви треба 99,9% чистота.
Тоа е материјал со високи перформанси што го премостува јазот помеѓу традиционалното производство и иднината на технологијата. Неговата екстремна цврстина ни овозможува да ги обликуваме најцврстите метали и камења. Неговата неверојатна отпорност на топлина ги одржува нашите фабрики да работат и нашите воздушни возила безбедни. Неговите уникатни електрични својства моментално го револуционизираат начинот на кој возиме и како ја користиме енергијата. Од најмалиот компјутерски чип до најголемата индустриска печка, абразивниот прав од силициум карбид обезбедува сила и сигурност што ги бара модерната индустрија. Додека продолжуваме да иновираме, овој „индустриски дијамант“ несомнено ќе остане во центарот на нашиот технолошки напредок.
1. Дали силициум карбид во прав е природен или вештачки?
Иако постои во природата како минерал наречен моисанит, тој е многу редок и се наоѓа само во мали количини во метеоритите. Индустриската верзија е создадена во големи електрични печки со користење на песок и јаглерод.
2. Дали можам да користам абразивен прав од силициум карбид за влажно и суво мелење?
Да, силициум карбид работи многу добро во двете средини. Често се користи во форма на „кашеста маса“ (помешана со вода или масло) за полирање на стакло и наполитанки, но се користи и во сув шкурка за работа со дрво и метал.
3. Зошто зелениот силициум карбид е поскап од црниот?
Зелениот силициум карбид е поскап бидејќи е почист. Потребни се поквалитетни суровини и повнимателен процес на производство за да се осигура дека има помалку нечистотии како железо или слободен јаглерод.
4. Дали е безбедно да се ракува со силициум карбид во прав?
Силициум карбид не е токсичен. Меѓутоа, бидејќи пудрата е направена од ситни, остри кристали, може да ги повреди вашите бели дробови ако го вдишете. Секогаш треба да носите маска за прав и да користите соодветна вентилација кога работите со пудрата во сува средина.
5. Дали силициум карбид во прав рѓосува?
Не, силициум карбид е керамички материјал и не содржи метал што може да 'рѓосува. Тој е многу отпорен на вода, сол и повеќето хемикалии, поради што се користи во морски и хемиски апликации.
6. Како да ја чувам пудрата?
Најважно е да остане сув. Ако пудрата се навлажни, може да се згрутчи, што го отежнува користењето во машини или за прецизно полирање. Чувајте го во затворен сад на ладно и суво место.
.png)
