كربيد السيليكون كربيد السيليكون المرتبط بالتفاعل

يُعرف كربيد السيليكون بقوته الفائقة وثباته في درجات الحرارة ومقاومته للتآكل والتآكل. وقد أدى استخدامه في أفران الأثاث وموانع التسرب الميكانيكية ومعدات تصنيع أشباه الموصلات إلى أن يصبح مادة قياسية في الصناعة.

يتم تصنيع كربيد السيليكون المرتبط بالتفاعل من خلال تسلل السيليكون السائل إلى تشكيلات الكربون المسامية. ويعتمد معدل التسلل وكفاءته على كل من شكل الكربون وتوزيعه داخل التشكيل.

قوة عالية

صُمم سيراميك كربيد السيليكون خصيصًا للاستخدام في البيئات ذات درجات الحرارة العالية، مما يوفر مقاومة فائقة ضد التفاعلات الكيميائية والصدمات الحرارية مع تمتعه بخصائص قوة وصلابة عالية. وعلاوة على ذلك، فإن طبيعتها غير الموصلة للكهرباء مثالية للاستخدام في التطبيقات الكهربائية.

يمكن تشكيل العلامة التجارية Hexoloy SiSiC من سان غوبان في العديد من الأشكال والأحجام باستخدام تقنيات التشكيل بالإضافة، أو الصب، أو البثق لتشكيل شكل دقيق. وبالإضافة إلى ذلك، يوفر هيكلها الخزفي المكثف بالكامل خواص كيميائية وميكانيكية استثنائية في درجات حرارة الاستخدام النهائي القصوى التي تصل إلى 2000 درجة مئوية.

يتم إنتاج السيراميك المرتبط بالتفاعل من مزيج حميم من مسحوق كربيد السيليكون والكربون مع ملدنات عضوية، ثم يتم تسريبه مع السيليكون السائل أو الغازي ليتفاعل مع جزيئات الكربون لتشكيل كربيد السيليكون الإضافي الذي يربط الجسيمات الأولية مكونًا أجسامًا مسامية كثيفة دون تغيرات في الأبعاد أثناء المعالجة؛ مع قوة ثني في درجة حرارة الغرفة تصل إلى 300 ميجا باسكال توفر هذه المادة درجات حرارة معالجة أقل بكثير من كربيد السيليكون الملبد وتشكل أشكالًا معقدة دون تغيير خلال هذه الخطوة من إنشائها.

استقرار درجة الحرارة العالية

يحافظ كربيد السيليكون على صلابته وقوته في درجات الحرارة المرتفعة مع معامل تمدد حراري منخفض، مما يجعله المادة المثالية للاستخدام في البيئات التي تتميز بدرجات حرارة قصوى.

يمكن إنتاج كربيد السيليكون المترابط بالتفاعل باستخدام تقنيات إنتاج مختلفة، ولكن أكثرها انتشارًا يتضمن خلط كربيد السيليكون الخشن ومساحيق الكربون مع الملدنات، وتسخين الخليط، ثم تشكيله في الأشكال المرغوبة باستخدام المكابس الساخنة والملدنات قبل حرقه ليظهر منتجًا جاهزًا لمزيد من التصنيع الآلي.

ترسيب البخار الكيميائي (CVD) هو طريقة أخرى لإنتاج سيراميك كربيد السيليكون. وتؤدي هذه العملية إلى أشكال مكعبة متمركزة على الوجه من كربيد السيليكون ذات صلابة فائقة وتوصيل حراري ومقاومة للتآكل وتكلفة أعلى؛ ومع ذلك فإن أسعارها أعلى مقارنةً بالأشكال المترابطة التفاعلية أو الملبدة لإنتاج كربيد السيليكون.

مقاومة الصدمات الحرارية

يُظهر كربيد السيليكون المرتبط بالتفاعل مقاومة استثنائية للصدمات الحرارية، مما يجعله مناسبًا للبيئات القاسية حيث يتم استخدامه غالبًا.

يوفر كربيد السيليكون المرتبط بالتفاعل قوة وصلابة عالية بالإضافة إلى مقاومة ممتازة للتآكل، مما يجعله مادة مناسبة للعديد من التطبيقات. وعلاوة على ذلك، فإن الموصلية الحرارية الممتازة تعني أن بإمكانها تحمل درجات حرارة أعلى دون أن تتحلل أو تتشقق بمرور الوقت.

ينطوي إنتاج كربيد السيليكون المرتبط بالتفاعل على تسلل الكربون المسامي أو الجرافيت مع السيليكون السائل، والذي يتفاعل بعد ذلك مع بعضه البعض لتشكيل كربيد السيليكون. وبعد التسريب، يتم بعد ذلك تلبيد هذا السيراميك إلى سطح كثيف للغاية لاستخدامه بشكل أكبر كجزء من تقنيات التصنيع المتقدمة مثل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. وعلاوة على ذلك، سمح استخدام مصادر متعددة للكربون والتحكم في تركيبته للمصنعين بتصنيع أجزاء خزفية معقدة الشكل باستخدام هذه المادة المتقدمة؛ كما أن استخدام مجموعات غير ذات أبعاد تتحكم في الاستجابة للصدمات الحرارية للمكونات الميكانيكية الحرارية قد زاد من تقنيات التصنيع المتقدمة لاستخدام تقنيات التصنيع RB-SiC.

مقاومة التآكل

يتميز كربيد السيليكون المرتبط بالتفاعل بمقاومة عالية للصدمات والتآكل المرتبط بالتآكل، كما يتميز بمقاومة ممتازة للصدمات الحرارية، مما يجعله خيارًا ممتازًا للتطبيقات في البيئات القاسية.

يتم إنشاء كربيد السيليكون المترابط بالتفاعل (RBSiC) عن طريق تسلل المواد المدمجة المكونة من كربيد السيليكون ومسحوق الكربون مع السيليكون السائل الذي يتفاعل مع جزيئات المسحوق هذه لتشكيل روابط تمنح المادة خصائص ميكانيكية وحرارية وكهربائية خاصة. تنتج عملية التسلل الفريدة هذه منتجات ذات خصائص أداء فيزيائية وحرارية وكهربائية غير مسبوقة.

يتميز RB SiC بمقاومة فائقة للتآكل الكاشطة مقارنةً بالفولاذ الخاص المصمم للاستخدام في أعمال التربة، وأكبر بثلاث مرات من لحام الحشو F-61، ومع ذلك فإن مقاومته للتشقق الهش أقل بكثير من الفولاذ، مما يحد من استخدامه.