Silikon karbid, uning kimyoviy nomi SiC yoki savdo nomi carborundum, zamonaviy muhandislik ustuniga aylangan noyob sun'iy materialdir. Silikon karbid kukuni kremniy va uglerodni juda yuqori haroratlarda birlashtirish orqali hosil bo'ladi. Hozirgi kunda fabrikalarda ishlatiladigan kremniy karbid abraziv kukunining deyarli har bir qismi yirik elektr pechlarida ishlab chiqariladi.
Bugungi kunda kremniy karbid shunchaki "maydalagich" emas. Bu smartfon ichidagi chiplar, tezyurar sport avtomobillarining tormozlari va askarlar kiygan himoya zirhlarini tayyorlash uchun ishlatiladigan yuqori texnologiyali materialdir. Uning haddan tashqari issiqlikka bardosh bera olishi, kimyoviy shikastlanishlarga qarshi turishi va hatto og‘ir bosim ostida ham o‘tkirligini saqlab turishi uni Yerdagi eng qiyin muhitda ishlaydigan muhandislar uchun birinchi tanlovga aylantiradi.
Aksariyat SiC Acheson jarayoni yordamida ishlab chiqariladi. Bu usulda yuqori tozalikdagi silika qumi va neft koksi katta elektr pechga joylashtiriladi. Pech 2500 gradusgacha bo'lgan haroratga yetganda, kimyoviy reaktsiya sodir bo'ladi. Kremniy va uglerod bir-biriga bog'lanib, yirik kristallar hosil qiladi. Keyinchalik bu kristallar maydalanadi va har xil o'lchamlarda maydalanadi va bugungi kunda biz ishlatadigan kukun hosil qiladi.
Kukun "grit" kattaligi bo'yicha saralanadi. Dag'al kukun juda ko'p materiallarni tezda olib tashlashi mumkin bo'lgan katta, qo'pol donaga ega. Yupqa kukun mayda, silliq donalarga ega, silliqlash uchun ishlatiladi. Sanoat FEPA va ANSI kabi xalqaro qoidalarga amal qiladi, har bir qop kremniy karbid abraziv kukuni ma'lum bir ish uchun zarur bo'lgan aniq don o'lchamiga ega ekanligiga ishonch hosil qiladi. Bu izchillik ishlab chiqaruvchilar kundan-kunga aniq ish uchun SiC ga ishonishlari mumkin.
.jpg)
ning ishlashisilikon karbid abraziv kukununing tozaligiga bog'liq. Hatto kichik miqdordagi boshqa elementlar ham kukunning o'zini qanday tutishini o'zgartirishi mumkin. Quyida yuqori sifatli qora va yashil kremniy karbid kukuni ichida nima borligini ko'rsatadigan oddiy jadval mavjud.
| Element/Komponent | Qora kremniy karbid (%) | Yashil kremniy karbid (%) |
|---|---|---|
| Silikon karbid (SiC) | 98.2% - 98.8% | 99.2% - 99.7% |
| Erkin uglerod (C) | 0,2% dan kam | 0,1% dan kam |
| Temir oksidi (Fe2O3) | 0,3% dan kam | 0,05% dan kam |
| Silika (SiO2) | 0,3% dan kam | 0,1% dan kam |
Ko'rib turganingizdek, yashil kremniy karbid "tozaroq" versiyadir. U ko'proq SiC va kamroq aralashmalarga ega, shuning uchun u elektronika sanoati kabi eng nozik texnik ilovalar uchun ishlatiladi.
Bu raqamlar ularga materialning ma'lum bir ishning bosimi yoki issiqligidan omon qolishi mumkinligini aytadi. Bu erda silikon karbid kukunining mexanik statistikasi.
| Jismoniy xususiyat | Qiymat | Nima uchun bu muhim |
|---|---|---|
| Mohs qattiqligi | 9.2 - 9.5 | U deyarli har qanday metall yoki toshni kesishi mumkin. |
| Zichlik | 3,20 g/sm³ | Bu kuchli, lekin juda og'ir emas. |
| Erish nuqtasi | 2730°C (Dissotsiatsiya) | U haddan tashqari o'choq haroratida omon qolishi mumkin. |
| Issiqlik o'tkazuvchanligi | 120 Vt/m·K | Bu asboblar ishlayotganda ularni sovutishga yordam beradi. |
| Siqilish kuchi | 3900 MPa | Bu katta miqdordagi ezish kuchini talab qilishi mumkin. |
Bu raqamlar kremniy karbid abraziv kukuni ekstremal muhitlar uchun yaratilganligini isbotlaydi. Bu deyarli har bir texnik toifada an'anaviy qum yoki alyuminiy oksididan ustun turadigan yuqori samarali materialdir.
Silikon karbid kukuni juda ko'p maxsus xususiyatlarga ega bo'lganligi sababli, u ko'plab turli sohalarda qo'llaniladi. SiC yordamida tayyorlangan narsalarni ishlatmasdan bir kun o'tish qiyin.
Zavod qattiq metall qismni shakllantirishi kerak bo'lganda, ular silliqlash g'ildiragidan foydalanadilar. Agar bu qism quyma temir yoki rangli metalldan (masalan, alyuminiy yoki mis) yasalgan bo'lsa, kremniy karbid eng yaxshi tanlovdir. Boshqa abrazivlardan farqli o'laroq, SiC tezda xira bo'lmaydi. U o'tkir bo'laklarga bo'linadi, shuning uchun don butunlay yo'qolguncha samarali kesishni davom ettiradi.
Bu donalar shunchalik kichikki, ular un kabi his qiladilar. Ushbu kukunlar "lapping" deb ataladigan jarayonda qo'llaniladi. Masalan, yuqori sifatli kameralar yoki teleskoplardagi linzalar mukammal silliq bo'lishi kerak. Ishchilar kremniy karbidli abraziv kukunni suyuq aralashmada ishlatib, shishani mukammal tekis bo'lguncha asta-sekin ishqalaydilar. Bu yorug'lik ob'ektivdan hech qanday buzilishsiz o'tishini ta'minlaydi.
An'anaviy avtomobillar quvvatni boshqarish uchun silikon chiplardan foydalanadi. Biroq, EV'lar juda ko'p elektr energiyasini batareyadan motorga juda tez o'tkazishi kerak. Silikon chiplari juda qizib ketadi va energiyani behuda sarflaydi. Muhandislar, agar ular kremniy karbid o'rniga ishlatilsa, chiplar yuqori kuchlanishlarga bardosh berishi va ancha sovuqroq bo'lishi mumkinligini aniqladilar.
Bu shuni anglatadiki, elektromobil bir marta zaryadlanganda oldinga borishi va stantsiyada tezroq zaryadlanishi mumkin. Yuqori toza kremniy karbid kukuni bu ilg'or chiplarni tayyorlash uchun boshlang'ich materialdir. Ko'proq odamlar elektromobillarga o'tayotgani sababli, yuqori sifatli kremniy karbid kukuniga bo'lgan talab har qachongidan ham tezroq o'sib bormoqda. Bu yashil transportni mumkin bo'lgan maxfiy tarkibiy qism.
.jpg)
Ilgari, "o'q o'tkazmaydigan" jiletlar asosan og'ir po'latdan yoki yumshoq matolardan qilingan. Bugungi kunda yuqori texnologiyali zirhlar keramik plitalardan foydalanadi. Ushbu plitalarni tayyorlash uchun kremniy karbid kukuni bir shaklga bosiladi va qattiq, qattiq keramika bo'lagi bo'lguncha isitiladi.
Yuqori tezlikda o'q kremniy karbid plastinkasiga tegsa, keramika aslida o'qdan qattiqroq bo'ladi. Plastinka o'qni tekislash va parchalanishga majbur qiladi. Plastinka yorilib ketishi mumkin bo'lsa ham, u barcha energiyani o'zlashtiradi va uni kiygan odamni himoya qiladi. SiC po'latdan engilroq bo'lganligi sababli, askarlar va politsiyachilar xavfsizroq bo'lgan holda osonroq harakat qilishlari mumkin. Xuddi shu texnologiya tanklar va vertolyotlarning yon tomonlarini himoya qilish uchun ishlatiladi.
Silikon karbid kukuni "o'tga chidamli" materiallarni yaratish uchun ishlatiladi. Bu issiqlikda mustahkam turish uchun maxsus ishlab chiqilgan materiallar. Misol uchun, sopol pechning ichidagi "mebel" - sopol idishlarni ushlab turadigan javonlar va ustunlar - ko'pincha kremniy karbididan tayyorlanadi.
SiC past issiqlik kengayishiga ega bo'lganligi sababli, harorat o'zgarganda u ko'p o'smaydi yoki qisqarmaydi. Bu materiallarning yorilishining oldini oladi. Agar siz metall javonlardan foydalansangiz, ular egilib yoki eriydi, ammo silikon karbid mukammal tekis bo'lib qoladi. Bunday ishonchlilik zavodlarni katta mablag‘ni tejaydi, chunki ular o‘z qismlarini tez-tez almashtirib turishlari shart emas.
Birinchidan, bu juda qiyin va uzoq davom etishi sababli, zavodlar undan ko'p foydalanishlari shart emas. Kamroq chiqindi Yerda kichikroq oyoq izini anglatadi. Ikkinchidan, yuqorida aytib o'tganimizdek, bu elektr transport vositalari va quyosh panellarida texnologiyaning asosiy qismidir.
Quyosh energiyasida,kremniy karbid kukuni kremniy ingotlarini quyosh nurini ushlaydigan yupqa gofretlarga kesish uchun ishlatiladi. Kesish qanchalik nozik va aniq bo'lsa, quyosh paneli shunchalik samarali bo'ladi. Yaxshiroq quyosh panellari va EVs ishlab chiqarish vositalarini taqdim etish orqali kremniy karbid aslida dunyoni neft va ko'mirdan uzoqlashtirishga yordam beradi. Bu bir necha jihatdan "yashil" materialdir.
Og'ir zangni tozalash yoki toshni kesish uchun qo'pol qora kremniy karbid odatda eng yaxshi va eng maqbul variant hisoblanadi. Bu qiyin va ishni tezda bajaradi.
Biroq, kompyuter chipi yoki zargarlik buyumlari kabi nozik narsa ustida ishlayotgan bo'lsangiz, yashil kremniy karbid mikro-changini izlashingiz kerak. Bundan tashqari, kukunning "tozaligiga" qarash kerak. Sanoat silliqlash uchun 98% tozalik yaxshi. Ammo elektronikani ishlab chiqarish uchun sizga 99,9% tozalik kerak bo'lishi mumkin.
Bu an'anaviy ishlab chiqarish va texnologiya kelajagi o'rtasidagi tafovutni yo'qotadigan yuqori samarali materialdir. Uning haddan tashqari qattiqligi bizga eng qattiq metallar va toshlarni shakllantirish imkonini beradi. Uning ajoyib issiqlikka chidamliligi zavodlarimiz ishini va aerokosmik transport vositalarimiz xavfsizligini ta'minlaydi. Uning noyob elektr xususiyatlari hozirda biz haydash va energiyadan qanday foydalanishimizni inqilob qilmoqda. Eng kichik kompyuter chipidan tortib eng yirik sanoat pechiga qadar silikon karbid abraziv kukuni zamonaviy sanoat talab qiladigan mustahkamlik va ishonchlilikni ta'minlaydi. Biz innovatsiyalarni davom ettirar ekanmiz, bu "sanoat olmosi" shubhasiz bizning texnologik taraqqiyotimiz markazida qoladi.
1. Silikon karbid kukuni tabiiymi yoki sun'iymi?
Tabiatda mozanit deb ataladigan mineral sifatida mavjud bo'lsa-da, u juda kam uchraydi va meteoritlarda juda oz miqdorda topiladi. Sanoat versiyasi qum va uglerod yordamida yirik elektr pechlarida yaratilgan.
2. Silikon karbidli abraziv kukunni nam va quruq silliqlash uchun ishlata olamanmi?
Ha, kremniy karbid ikkala muhitda ham juda yaxshi ishlaydi. Ko'pincha shisha va gofretlarni parlatish uchun "shlam" shaklida (suv yoki moy bilan aralashtirilgan) ishlatiladi, lekin u yog'och va metall ishlov berish uchun quruq zımparada ham ishlatiladi.
3. Nima uchun yashil kremniy karbid qora rangdan qimmatroq?
Yashil kremniy karbid qimmatroq, chunki u yanada toza. Temir yoki erkin uglerod kabi aralashmalar kamroq bo'lishini ta'minlash uchun yuqori sifatli xom ashyo va yanada ehtiyotkorlik bilan ishlab chiqarish jarayonini talab qiladi.
4. Kremniy karbid kukuni bilan ishlash xavfsizmi?
Silikon karbid zaharli emas. Biroq, kukun mayda, o'tkir kristallardan iborat bo'lgani uchun, agar siz uni nafas olsangiz, o'pkangizga zarar etkazishi mumkin. Quruq muhitda kukun bilan ishlaganda doimo chang niqobini kiyishingiz va to'g'ri shamollatishdan foydalanishingiz kerak.
5. Kremniy karbid kukuni zanglaydimi?
Yo'q, kremniy karbid keramik materialdir va zanglashi mumkin bo'lgan metallni o'z ichiga olmaydi. U suvga, tuzga va ko'pgina kimyoviy moddalarga juda chidamli, shuning uchun u dengiz va kimyoviy dasturlarda qo'llaniladi.
6. Kukunni qanday saqlashim kerak?
Eng muhimi, uni quruq holda saqlashdir. Agar kukun nam bo'lsa, u to'planib qolishi mumkin, bu esa mashinalarda yoki aniq silliqlashda foydalanishni qiyinlashtiradi. Uni yopiq idishda salqin, quruq joyda saqlang.
.png)
