Silikon karbid (SiC) poroşok: häsiýetleri, önümçilik goşundylary

Halkara alyjylar we satyn alyş dolandyryjylary üçin kremniý karbid tozynyň nuanslaryna düşünmek diňe bir tehniki talap däl, bäsdeşlik zerurlygy. Polat öndürmekde deoksidizator hökmünde ulanylýarmy, ýokary öndürijilikli abraziw ýa-da elektrik ulagy (EV) elektrik elektronikasynda möhüm komponent, SiC gatylygyň, ýylylyk geçirijiliginiň we himiki durnuklylygyň ajaýyp kombinasiýasyny hödürleýär.

Silikon Karbid (SiC) näme?

Silikon karbidi kremniden we ugleroddan ybarat birleşýän ýarymgeçiriji. Tebigatda, seýrek duş gelýär, diňe meteoritleriň we korund ýataklarynyň käbir görnüşlerinde bolýar. Netijede, senagatda ulanylýan kremniniň karbidi diýen ýaly sintetiki taýdan öndürilýär.

Kristal gurluş

SiC özboluşly, sebäbi polimorfizmi görkezýär, ýagny 250-den gowrak kristal görnüşinde bolup biler. Iň ýaýran gurluşlar:

Alfa Silikon Karbid (α-SiC): Altyburçly kristal gurluşy bilen häsiýetlendirilýän iň köp ýaýran polimorf. 1700 ° C-den ýokary temperaturada durnukly.

Beta Silikon Karbid (β-SiC): Bu görnüş kub kristal gurluşyna (göwher ýaly) we 1700 ° C-den pes temperaturalarda emele gelýär.

Esasy fiziki we himiki aýratynlyklar

Näme üçin SiC tozy beýle gözlenýär? Onuň öndürijilik ölçegleri deňi-taýy ýok:

Örän gatylyk: Mohs gatylygy 9.0-dan 9.5-e çenli, göwher we bor karbidden soň ikinji ýerde durýar.

Termokary ýylylyk geçirijiligi: SiC ýylylygy metallaryň köpüsinden has çalt ýaýradýar we ýokary temperaturaly şertler üçin amatly edýär.

Pes ýylylyk giňelişi: Birdenkä temperaturanyň üýtgemeginde (ajaýyp termiki zarba garşylygy) çişmegine ýa-da ýarylmagyna garşy.

Himiki inertlik: ýokary temperaturalarda-da kislotalardan, aşgarlardan we eredilen duzlardan poslamaga ýokary çydamly.

Ondarym geçiriji häsiýetler: Beýleki abraziw serişdelerden tapawutlylykda, SiC elektrik elektronika pudagynda öwrülişikli giň zolakly ýarymgeçiriji.

Önümçilik prosesi: Acheson usuly we aňyrsy

Highokary arassalygyň önümçiligikremniý karbid tozykapital talap edýän we energiýa agyr iş.

Acheson prosesi

1891-nji ýylda Edward Gudriç Acheson tarapyndan oýlanyp tapylan bu uly göwrümli önümçilik üçin esasy usul bolup galýar.

Çig mal: purokary arassa kremniniň çägesi (SiO2) we nebit koksy (C) garyndy. Käbir ýagdaýlarda gözenekliligi gözegçilikde saklamak we hapalary aýyrmak üçin gabyk we duz goşulýar.

Elektrik peji: Garyndy garşylyk peçine ýerleşdirildi. Elektrik togy grafit ýadrosyndan geçýär we daş-töweregi garyndyny 1700 ° C bilen 2500 ° C aralygynda gyzdyrýar.

Himiki reaksiýa: SiO2 + 3C → SiC + 2CO reaksiýasy ýüze çykýar.

Hasyl ýygnamak: Ojak sowandan soň, SiC kristallarynyň uly "silindr görnüşli" massasy emele gelýär. Coreadro iň ýokary arassalygy (Green SiC) öz içine alýar, daşky gatlaklary bolsa Gara SiC öndürýär.

Poroşokda gaýtadan işlemek

Çig kristallar ýygnansoň, gaýtadan işlemegiň birnäçe basgançagy geçýär:

Ezmek we üwemek: Kristallary tozga öwürmek üçin eňek döwüjileri, çekiç degirmenlerini ýa-da top degirmenlerini ulanmak.

Bahalandyrma (Ölçeg): Poroşokyň belli bir ölçeg ölçeglerine laýyk gelmegini üpjün etmek üçin titreýän ekranlary ýa-da howa klassifikatorlaryny ulanmak (meselem, FEPA, JIS ýa-da ANSI standartlary).

Kislotany ýuwmak we arassalamak: Galyndy demir, erkin kremniý ýa-da uglerod aýyrmak üçin, poroşok köplenç 98% -den 99,9% -e çenli himiki maddalar bilen bejerilýär.

Gara vs. Greenaşyl kremniy karbid: Tapawutlara düşünmek

Dünýä bazarynda, SiC tozy, adatça arassalygyny we niýetlenen ulanylyşyny görkezýän reňki boýunça toparlara bölünýär.

Gara kremniy karbidi (Gara SiC)

Gara SiC takmynan 95% -den 98% -e çenli SiC-ni öz içine alýar. Onuň gara reňki demir we uglerod hapalarynyň mukdary bilen baglanyşyklydyr.

Aýratynlyklary: greenaşyl SiC-den birneme berk, ýöne az döwük.

Iň gowusy: Çoýun, reňkli metallar (mis, alýumin) we metal däl materiallar (daş, rezin, agaç) ýaly ýokary dartyşly güýçli materiallary üwemek. Metallurgiki deoksidizasiýa üçin esasy saýlawdyr.

Greenaşyl kremniy karbidi (Green SiC)

“Green SiC” has ýokary arassalyk görnüşidir, adatça 99% SiC-den geçýär.

Aýratynlyklary: Gara SiC bilen deňeşdirilende has gatylyk we ýokary kesiş güýji.

Iň gowusy: wolfram karbidi, optiki aýna, keramika we ýarymgeçiriji wafli ýaly gaty we döwük materiallary takyk üwemek.

Esasy önümçilik goşundylary

Metallurgiýa we polat öndürmek

Metallurgiýa pudagynda SiC tozy, kuboklarda we elektrik ark peçlerinde güýçli deoksidizator we ýangyç çeşmesi bolup hyzmat edýär.

Peýdalary: Eredilen metalyň suwuklygyny ýokarlandyrýar, kremniniň we uglerodyň dikeliş derejesini ýokarlandyrýar we eremegiň umumy energiýa sarp edilişini azaldýar.

Döküm demir önümçiligi: Grafit çişleriniň emele gelmegine kömek edýär, ýokary hilli çal we süýümli demir guýmalaryna sebäp bolýar.

Abraziw serişdeleri we ýerüsti bezeg

Bu, SiC poroşokynyň iň adaty ulanylyşydyr.

Baglanan abraziw serişdeleri: ýylmaýjy tigirler we kesiş diskleri öndürmek üçin ulanylýar.

Örtülen abraziw serişdeleri: Çäge kagyzlarynda we polat guşaklarda ulanylýar.

Appingykylmak we ýalpyldawuk: Inçe SiC poroşoklary, klapanlary, dişli we ýarymgeçiriji substratlary takyk urmak üçin "süýümlerde" ulanylýar.

Zawodlar we keramika

Highokary ereýän nokady (2700 ° C töweregi ýokary bolýar) we pes ýylylyk giňelmegi sebäpli SiC esasy refrakter materialdyr.

Ojak mebelleri: SiC plitalary we şöhleleri keramiki peçlerde ulanylýar, sebäbi aşa yssy howalarda agyr ýükleriň aşagynda deformasiýa ýok.

Tehniki keramika: Ok geçirmeýän ýeleklerde, nasoslar üçin möhür halkalarynda we awtoulag tormoz disklerinde ulanylýar.

Ösen elektronika (SiC ynkylaby)

21-nji asyrda SiC ýarymgeçiriji pudagyna bolan isleg artdy.

Kuwwat enjamlary: SiC esasly MOSFET-ler we diodlar adaty kremniniň düzüm böleklerinden has täsirli. Elektrik ulaglarynda (EV) çalt zarýad beriş ulgamlary we inwertorlary üçin zerurdyr.

5G infrastruktura: SiC ýokary ýygylykly 5G esasy stansiýalaryny kuwwatlandyrýan SiC enjamlarynda Gallium Nitride (GaN) üçin substrat bolup hyzmat edýär.

SiC tozy üçin global hil standartlary

Gözleg wagtyndaSiC poroşokhalkara derejesinde alyjylar dürli bahalandyryş ulgamlaryna geçmeli:

FEPA (Europeanewropa abraziw öndürijiler federasiýasy): "F" (baglanan abraziw serişdeleri üçin) we "P" (örtülen abraziwler üçin) prefikslerini ulanýar (meselem, F240, P1200).

JIS (Industrialaponiýanyň senagat standarty): Aziýa bazarlarynda giňden ýaýran (meselem, 3000).

ANSI (Amerikan milli standartlar instituty): Demirgazyk Amerikanyň bazary üçin standartlaşdyrylan.

Arassalyk derejeleri:

Metallurgiýa derejesi: 88% -95% SiC.

Abraziw dereje: 96% -98,5% SiC.

Pokary arassalyk / Keramika derejesi: 99% SiC.

Silikon karbid tozy, ýönekeý abraziwden has köp zat. Bu adaty agyr senagat bilen arassa energiýanyň geljeginiň arasyndaky boşlugy aradan aýyrýan ýokary tehnologiýaly materialdyr. Onuň bahalaryna, önümçilik usullaryna we ulanylyşyna düşünmek bilen, metallurgiýa hünärmenleri we satyn alyş hünärmenleri amallaryny we önümiň hilini gowulandyrmak üçin dogry önüm saýlamagy üpjün edip bilerler.