Карбиди кремний, номи кимиёвии он SiC ё номи тиҷоратии карборунд, як маводи беназири сунъӣ мебошад, ки ба сутуни муҳандисии муосир табдил ёфтааст. Хокаи карбиди кремний тавассути омезиши кремний ва карбон дар ҳарорати хеле баланд ба вуҷуд меояд. Кариб хар як пораи хокаи абразизии карбиди кремний, ки имруз дар фабрикахо истифода мешавад, дар печьхои калони электрики истехсол карда мешавад.
Имруз карбиди кремний на танхо «суфтакунанда». Ин як маводи баландтехнологӣ аст, ки барои сохтани чипҳо дар дохили смартфони худ, тормозҳои мошинҳои варзишии баландсуръат ва зиреҳи муҳофизатии сарбозон истифода мешавад. Қобилияти тоб овардан ба гармии шадид, муқовимат ба зарари кимиёвӣ ва ҳатто дар зери фишори шадид тез мондан онро барои муҳандисоне, ки дар муҳитҳои душвортарин дар рӯи замин кор мекунанд, интихоби аввалин месозад.
Аксарияти SiC бо истифода аз раванди Acheson истеҳсол карда мешавад. Бо ин усул реги кремний ва кокси неф-тидораш дар печи калони электрики гузошта мешавад. Вақте ки танӯр ба ҳарорати то 2500 дараҷа мерасад, реаксияи химиявӣ ба амал меояд. Кремний ва карбон бо ҳам пайваст шуда, кристаллҳои калонро ташкил медиҳанд. Ин кристаллҳо пас аз он майда карда, ба андозаҳои гуногун рехта мешаванд, то хокаеро, ки мо имрӯз истифода мебарем, эҷод кунанд.
Хока аз рӯи андозаи "грит" ҷудо карда мешавад. Хокаи дағал донаҳои калон ва ноҳамвор дорад, ки метавонад маводи зиёдеро зуд тоза кунад. Хокаи нозук донаҳои хурди ҳамвор дорад, ки барои сайқал додан истифода мешаванд. Саноат қоидаҳои байналмилалиро ба мисли FEPA ва ANSI риоя мекунад, то боварӣ ҳосил кунад, ки ҳар як халтаи хокаи абразизии кремний дорои андозаи дақиқи донаи барои кори мушаххас лозим аст. Ин мувофиқат аст, ки чаро истеҳсолкунандагон метавонанд ба SiC барои кори дақиқ ҳар рӯз такя кунанд.
.jpg)
Намоишихокаи абразизии карбиди кремнийба тозагии он вобаста аст. Ҳатто миқдори ками унсурҳои дигар метавонанд рафтори хокаро тағир диҳанд. Дар зер ҷадвали оддӣ нишон дода шудааст, ки дар дохили хокаи карбиди кремнийи сиёҳ ва сабзи баландсифат чӣ мавҷуд аст.
| Элемент/Қисм | Карбиди кремнийи сиёҳ (%) | Карбиди кремнийи сабз (%) |
|---|---|---|
| Карбиди кремний (SiC) | 98.2% - 98.8% | 99.2% - 99.7% |
| Карбон озод (C) | Камтар аз 0,2% | Камтар аз 0,1% |
| Оксиди оҳан (Fe2O3) | Камтар аз 0,3% | Камтар аз 0,05% |
| Кремний (SiO2) | Камтар аз 0,3% | Камтар аз 0,1% |
Тавре ки шумо мебинед, карбиди кремнийи сабз версияи "тозатар" аст. Он дорои SiC бештар ва ифлосиҳои камтар аст, аз ин рӯ он барои барномаҳои ҳассостарин техникӣ, ба монанди саноати электроника истифода мешавад.
Ин рақамҳо ба онҳо мегӯянд, ки оё мавод метавонад ба фишор ё гармии кори мушаххас тоб оварад. Инҳоянд омори механикии хокаи карбиди кремний.
| Моликияти ҷисмонӣ | Арзиш | Чаро муҳим аст |
|---|---|---|
| Сахтии Mohs | 9.2 - 9.5 | Он метавонад қариб ҳама гуна металл ё сангро бурад. |
| Зичии | 3,20 г/см³ | Он қавӣ аст, аммо на он қадар вазнин. |
| Нуқтаи обшавӣ | 2,730°C (диссоциатсия) | Он метавонад дар ҳарорати шадиди оташдон зинда монад. |
| Кобилияти гармигузаронӣ | 120 Вт/м·К | Он ҳангоми кор кардани асбобҳо кӯмак мекунад. |
| Қувваи фишор | 3,900 МПа | Он метавонад миқдори зиёди қувваи харобкунандаро гирад. |
Ин рақамҳо исбот мекунанд, ки хокаи абразизии карбиди кремний барои муҳити шадид сохта шудааст. Ин як маводи баландсифатест, ки тақрибан дар ҳама категорияҳои техникӣ аз қум ё оксиди алюминийи анъанавӣ бартарӣ дорад.
Азбаски хокаи карбиди кремний дорои бисёр хусусиятҳои махсус аст, он дар бисёр соҳаҳои гуногун истифода мешавад. Бе истифодаи чизе, ки бо ёрии SiC сохта шудааст, дар як рӯз гузаштан душвор аст.
Вакте ки ба завод як кисми металлии сахтро шакл додан лозим меояд, онхо чархи суфтакуниро истифода мебаранд. Агар он қисм аз чизе монанди оҳан ё металли ранга (ба монанди алюминий ё мис) сохта шуда бошад, карбиди кремний беҳтарин интихоб аст. Бар хилофи дигар абразивҳо, SiC зуд кунд намешавад. Он ба қисмҳои тез мешиканад, то он даме, ки ғалла пурра нест карда шавад, буридани самаранокро идома медиҳад.
Ин донаҳо чунон хурданд, ки худро орд ҳис мекунанд. Ин хокаҳо дар раванде истифода мешаванд, ки "лаппинг" ном дорад. Масалан, линзаҳо дар камераҳои баландсифат ё телескопҳо бояд комилан ҳамвор бошанд. Коргарон хокаи абразизии карбиди кремнийро дар омехтаи моеъ истифода мебаранд, то шишаро то комилан ҳамвор шудан оҳиста молиш кунанд. Ин кафолат медиҳад, ки нур аз линза бе ягон таҳриф мегузарад.
Мошинҳои анъанавӣ микросхемаҳои кремнийро барои идоракунии нерӯ истифода мебаранд. Бо вуҷуди ин, EVs лозим аст, ки хеле зуд аз батарея ба мотор интиқоли барқи зиёдро талаб кунад. Чипҳои кремний аз ҳад зиёд гарм мешаванд ва энергияро сарф мекунанд. Муҳандисон муайян карданд, ки агар онҳо ба ҷои карбиди кремний истифода баранд, микросхемаҳо метавонанд шиддатҳои баландтарро идора кунанд ва хеле сардтар бошанд.
Ин маънои онро дорад, ки мошини электрикӣ метавонад бо як барқ пуртар рафта, дар як истгоҳ тезтар пур шавад. Хокаи карбиди кремнийи баландсифат барои сохтани ин микросхемаҳои пешрафта маводи ибтидоӣ мебошад. Вақте ки шумораи бештари одамон ба мошинҳои электрикӣ мегузаранд, талабот ба хокаи карбиди кремний аз ҳарвақта зудтар меафзояд. Ин ҷузъи махфиест, ки интиқоли сабзро имконпазир месозад.
.jpg)
Дар гузашта камаротҳои «тиллогузар» бештар аз пӯлоди вазнин ё матоъҳои нарм сохта мешуданд. Имрӯз, зиреҳҳои баландтехнологӣ плитаҳои сафолиро истифода мебаранд. Барои сохтани ин плитаҳо, хокаи карбиди кремнийро ба шакл пахш мекунанд ва то он даме, ки он як порчаи сахт ва сахти сафолӣ шавад, гарм карда мешавад.
Вақте ки тири баландсуръат ба плитаи карбиди кремний бархурд, сафолӣ нисбат ба тир сахттар аст. Табақ тирро маҷбур мекунад, ки ҳамвор шавад ва пора шавад. Гарчанде ки табақ метавонад кафида шавад, он тамоми энергияро ба худ мегирад ва шахси пӯшидани онро муҳофизат мекунад. Азбаски SiC аз пӯлод сабуктар аст, сарбозон ва афсарони полис метавонанд ҳангоми бехатар будан осонтар ҳаракат кунанд. Ҳамин технология барои муҳофизати паҳлӯҳои танкҳо ва чархболҳо истифода мешавад.
Хокаи карбиди кремний барои ба вучуд овардани масолехи «ба оташ тобовар» истифода мешавад. Инҳо маводҳое мебошанд, ки махсус барои дар гармӣ устувор мондан тарҳрезӣ шудаанд. Масалан, «мебель»-и дохили танӯри сафолӣ — рафҳо ва сутунҳое, ки сафолро нигоҳ медоранд, аксар вақт аз карбиди кремний сохта мешаванд.
Азбаски SiC тавсеаи гармии паст дорад, ҳангоми тағирёбии ҳарорат он зиёд намешавад ё кам мешавад. Ин аз шикастани маводҳо пешгирӣ мекунад. Агар шумо рафҳои металлиро истифода баред, онҳо хам мешуданд ё гудохта мешуданд, аммо карбиди кремний комилан ҳамвор мемонад. Ин эътимоднокй ба заводхо маблаги зиёдеро сарфа мекунад, зеро онхо кисмхои худро зуд-зуд иваз кардан лозим нест.
Аввалан, азбаски он хеле сахт аст ва муддати тӯлонӣ давом мекунад, ба корхонаҳо лозим нест, ки миқдори зиёди онро истифода баранд. Партовҳои камтар маънои камтар дар рӯи заминро дорад. Дуюм, тавре ки мо қаблан зикр кардем, он як қисми асосии технология дар мошинҳои барқӣ ва панелҳои офтобӣ мебошад.
Дар энергияи офтобӣ,хокаи карбиди кремний барои буридани зарфҳои кремний ба вафли борик, ки нури офтобро мегиранд, истифода мешавад. Чӣ қадаре ки буриш бориктар ва дақиқтар бошад, панели офтобӣ ҳамон қадар самараноктар мешавад. Бо фароҳам овардани асбобҳо барои сохтани панелҳои офтобӣ ва EV-ҳои беҳтар, карбиди кремний воқеан ба ҷаҳон кӯмак мекунад, ки аз нафт ва ангишт дур шавад. Ин маводи "сабз" дар бештар аз як ҷиҳат аст.
Барои тоза кардани занги вазнин ё буридани санг, карбиди кремнийи сиёҳи сиёҳ одатан беҳтарин ва дастрастарин вариант аст. Ин душвор аст ва корро зуд анҷом медиҳад.
Аммо, агар шумо дар як чизи нозук, ба монанди чипи компютерӣ ё пораи заргарӣ кор карда истода бошед, шумо бояд хокаи сабзи карбиди кремнийро ҷустуҷӯ кунед. Шумо инчунин бояд ба «тозагии» хока назар кунед. Барои суфтакунии саноатӣ 98% тозагӣ хуб аст. Аммо барои сохтани электроника ба шумо шояд 99,9% тозагӣ лозим аст.
Ин як маводи баландсифатест, ки фарқияти байни истеҳсолоти анъанавӣ ва ояндаи технологияро бартараф мекунад. Сахтии шадиди он ба мо имкон медиҳад, ки сахттарин металлҳо ва сангҳоро шакл диҳем. Муқовимати бебаҳои гармии он корхонаҳои моро ва мошинҳои кайҳонии моро бехатар нигоҳ медорад. Хусусиятҳои беназири электрикии он дар айни замон тарзи рондани мо ва тарзи истифодаи энергияро тағир медиҳанд. Аз хурдтарин чипи компютерӣ то калонтарин кӯраи саноатӣ, хокаи абразивии кремний карбиди қувват ва эътимодеро, ки саноати муосир талаб мекунад, таъмин мекунад. Вақте ки мо навоварӣ идома медиҳем, ин "алмоси саноатӣ" бешубҳа дар маркази пешрафти технологии мо боқӣ хоҳад монд.
1. Оё хокаи карбиди кремний табиӣ ё сунъӣ аст?
Гарчанде ки он дар табиат ҳамчун минерале бо номи моиссанит мавҷуд аст, он хеле кам аст ва танҳо дар миқдори ками метеоритҳо пайдо мешавад. Варианти саноатӣ дар печҳои бузурги электрикӣ бо истифода аз қум ва карбон сохта шудааст.
2. Оё ман метавонам хокаи абразивии карбиди кремнийро барои дастоскунии тар ва хушк истифода барам?
Бале, карбиди кремний дар ҳарду муҳит хеле хуб кор мекунад. Онро аксар вақт дар шакли «шалка» (омехта бо об ё равған) барои сайқал додани шиша ва вафли истифода мебаранд, аммо онро дар қуттиҳои хушк барои коркарди чӯб ва металл истифода мебаранд.
3. Чаро карбиди кремнийи сабз назар ба сиёҳ қиматтар аст?
Карбиди кремнийи сабз қиматтар аст, зеро он поктар аст. Он ашёи хоми баландсифат ва раванди бодиққати истеҳсолиро талаб мекунад, то ки ифлосиҳо ба монанди оҳан ё карбонҳои озод камтар бошанд.
4. Оё коркарди хокаи карбиди кремний бехатар аст?
Карбиди кремний заҳролуд нест. Аммо, азбаски хока аз кристаллҳои ночизи тез сохта шудааст, агар шумо онро нафас гиред, он метавонад шушҳои шуморо осеб расонад. Ҳангоми кор бо хока дар муҳити хушк, шумо бояд ҳамеша ниқоби хокӣ пӯшед ва вентилятсияи дурустро истифода баред.
5. Оё хокаи карбиди кремний занг мезанад?
Не, карбиди кремний маводи сафолист ва дар таркибаш металле надорад, ки занг занад. Он ба об, намак ва аксари моддаҳои кимиёвӣ хеле тобовар аст, бинобар ин онро дар барномаҳои баҳрӣ ва кимиёвӣ истифода мебаранд.
6. Чӣ тавр ман бояд хокаро нигоҳ доштам?
Муҳимтар аз ҳама он аст, ки онро хушк нигоҳ доред. Агар хока нам шавад, он метавонад якҷоя шавад, ки истифода дар мошинҳо ё сайқал додани дақиқро душвор мегардонад. Онро дар як контейнери пӯшида дар ҷои хунук ва хушк нигоҳ доред.
.png)
