Piikarbidiviikset, yksikiteiset mikronin kokoiset hiukkaset, joilla on erinomaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, ovat her\u00e4tt\u00e4neet huomattavaa tutkimusintoa, koska niill\u00e4 on laaja-alainen k\u00e4ytt\u00f6 monilla aloilla, kuten korkean l\u00e4mp\u00f6tilan rakennemateriaaleissa ja ty\u00f6kalukeramiikassa.<\/p>\n
Muliittikeraami on kemiallisesti eritt\u00e4in stabiili tulenkest\u00e4v\u00e4 materiaali, jolla on erinomaiset mekaaniset ja fysikaaliset ominaisuudet, kuten suuri kovuus ja l\u00e4mp\u00f6tilahirren kest\u00e4vyys, mutta jonka murtumissitkeys on kuitenkin suhteellisen alhainen. SiC-viikset parantavat t\u00e4t\u00e4 ominaisuutta merkitt\u00e4v\u00e4sti.<\/p>\n
Piikarbidiviikset ovat mikronin kokoisia yksikidekuituja, jotka muistuttavat rakenteeltaan timanttia ja joilla on ainutlaatuiset ominaisuudet, kuten suuri lujuus, j\u00e4ykkyys, kemiallinen kest\u00e4vyys ja l\u00e4mp\u00f6tilavakaus, mik\u00e4 tekee niist\u00e4 erinomaisen lujitemateriaalin keraamisille, metalleille ja polymeerikomposiiteille.<\/p>\n
Mineraalisia t\u00e4yteaineita voidaan k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 keramiikan lujittamiseen ja samalla lis\u00e4\u00e4m\u00e4\u00e4n sen sitkeytt\u00e4 ja kovuutta, hapettumiskest\u00e4vyytt\u00e4, l\u00e4mp\u00f6laajenemisnopeutta ja murtumissitkeytt\u00e4. Lis\u00e4ksi niit\u00e4 voidaan lis\u00e4t\u00e4 polymeerimatriisikomposiitteihin t\u00e4yteaineiden tarpeen v\u00e4hent\u00e4miseksi ja samalla niiden kest\u00e4vyyden parantamiseksi halkeilua, lommahtamista ja v\u00e4symisvaurioita vastaan.<\/p>\n
Viiksi\u00e4 voidaan valmistaa eri tekniikoilla, kuten piidioksidin karbotermisell\u00e4 pelkist\u00e4misell\u00e4, piihalogenidien ja CCl4:n v\u00e4lisell\u00e4 kemiallisella reaktiolla tai CVD:ll\u00e4 metallikatalyyttien avulla. Valitettavasti niiden laatua ja ulottuvuutta rajoittavat usein agglomeroituminen ja anisotropia (Wright, 2006). Kehittyneempi prosessi k\u00e4sitt\u00e4\u00e4 h\u00f6yry-neste-kiinte\u00e4-kasvun, jonka avulla vispil\u00e4t voidaan sijoittaa syv\u00e4lle huokoisten substraattien huokosiin ja saada aikaan toivottuja ominaisuuksia.<\/p>\n
SiC-viiksi\u00e4 tutkittiin ja verrattiin ilman mukana kulkeutuviin teollisuuden sivutuotekuituihin, jotta voitiin selvitt\u00e4\u00e4 niit\u00e4 k\u00e4sitteleville ty\u00f6ntekij\u00f6ille mahdollisesti aiheutuvat riskit, eik\u00e4 SiC-viiksist\u00e4 l\u00f6ytynyt merkitt\u00e4vi\u00e4 hengitystievaaroja. Tutkimustulosten mukaan SiC-viikset eiv\u00e4t aiheuta merkitt\u00e4vi\u00e4 vaaroja k\u00e4sitelt\u00e4ess\u00e4.<\/p>\n
Piikarbidia syntetisoi ensimm\u00e4isen kerran keinotekoisesti Edward Acheson vuonna 1891 hioma-aineeksi, joka tunnetaan nimell\u00e4 karborundi (Encyclopedia Britannica, 2014). Sittemmin sit\u00e4 on tuotettu massatuotantona k\u00e4ytt\u00e4en kvartsihiekkaa ja hiilt\u00e4, joita on kuumennettu korkeissa l\u00e4mp\u00f6tiloissa muodostaen suuria eri\u00e4 piikarbidia, jota k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n useilla teollisuudenaloilla sen poikkeuksellisen lujuuden, painoedun ja vakauden vuoksi korkeissa l\u00e4mp\u00f6tiloissa sek\u00e4 sen vuoksi, ett\u00e4 se kest\u00e4\u00e4 hyvin s\u00e4teilyaltistusta; keraamisissa tiivisteiss\u00e4 ja hiekkapuhallussuuttimissa k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n piikarbidia, kun taas kest\u00e4vyys korvaa muun muassa asbestiaineita.<\/p>\n
Piikarbidi (SiC) on piist\u00e4 ja hiilest\u00e4 koostuva puolimetalliyhdiste, jonka sulamispiste on 2260 astetta C ja jonka alhainen h\u00f6yrynpaine tekee siit\u00e4 veteen liukenemattoman, mutta alkoholiin ja eetteriin liukenevan; huoneenl\u00e4mp\u00f6tilassa ilmalle altistuessaan se kuitenkin hajoaa nopeasti, mik\u00e4 johtaa nopeaan hajoamiseen ajan my\u00f6t\u00e4. SiC:t\u00e4 k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n hioma-aineena hiekkapaperissa sek\u00e4 pinnoitusty\u00f6kaluissa, kuten hiekkapuhallusty\u00f6kaluissa, hiomalaikoissa ja muissa ty\u00f6st\u00f6laitteissa.<\/p>\n
SiC-viikset voivat olla vaarallisen myrkyllisi\u00e4 soluille, h\u00e4irit\u00e4 solukalvoja ja johtaa solukuolemaan. Hiiren fibroblastisoluilla tehdyt tutkimukset osoittivat, ett\u00e4 ne ovat sytotoksisia, sill\u00e4 ne aiheuttavat DNA-mutaatioita, lis\u00e4\u00e4v\u00e4t solujen DNA:n kokonaispitoisuutta ja johtavat pahanlaatuiseen transformaatioon - n\u00e4m\u00e4 vaikutukset v\u00e4henev\u00e4t, kun ne p\u00e4\u00e4llystet\u00e4\u00e4n myrkytt\u00f6m\u00e4ll\u00e4 pinta-aktiivisella aineella. Kun niit\u00e4 testattiin ihmisen ulokkeellisilla henkitorven epiteelisoluilla, ne osoittautuivat myrkyllisemmiksi kuin teollisuuden sivutuotteista per\u00e4isin olevat kuidut, kuten asbesti ja nikkelisulfidi, mutta v\u00e4hemm\u00e4n haitallisiksi kuin talkki ja titaanidioksidi.<\/p>\n
Piikarbidiviikset ovat ihanteellinen lujitemateriaali, joka soveltuu erinomaisesti keramiikan, metallien ja polymeerikomposiittien kovettamiseen. Niiden ominaisuuksiin kuuluvat korkea lujuus, kovuus, kemiallinen inerttiys ja l\u00e4mp\u00f6tilankest\u00e4vyys sek\u00e4 materiaalien, kuten piioksikarbidikeraamisten materiaalien, hapettumiskest\u00e4vyyden parantaminen. N\u00e4it\u00e4 materiaaleja on tutkittu laajalti ty\u00f6kaluina, moottorin osina ja kulutusta kest\u00e4vin\u00e4 keraamisina materiaaleina - riippuen kemian, rakenteen ja koon mukaan kiteist\u00e4, jotka on syntetisoitu karbotermisen pelkistyksen, CVD:n tai j\u00e4tetuotteiden, kuten riisin kuorien, polton avulla.<\/p>\n
Niiden mekaaniset ominaisuudet ovat kuitenkin kaukana monoliittisen kiteisen piin (c-Si) ominaisuuksista. Parantaakseen n\u00e4iden materiaalien veto- ja v\u00e4symislujuutta tutkijat ovat muokanneet niit\u00e4 orgaanisilla materiaaleilla tai ep\u00e4orgaanisilla kuiduilla, joita kutsutaan SiC-viiksiksi, parantaakseen puristus- ja vetolujuutta sek\u00e4 v\u00e4hent\u00e4\u00e4kseen j\u00e4nnityskeskittymi\u00e4 niiden ymp\u00e4rill\u00e4 murtumisen aikana. T\u00e4m\u00e4 modifiointi on lis\u00e4nnyt merkitt\u00e4v\u00e4sti puristuslujuutta ja samalla v\u00e4hent\u00e4nyt j\u00e4nnityskeskittymi\u00e4 murtumisen aikana.<\/p>\n
SiC-viiksien lis\u00e4\u00e4minen lasikeramiikkamatriisiin parantaa merkitt\u00e4v\u00e4sti sen lujuutta ja sitkeytt\u00e4 s\u00e4ilytt\u00e4en samalla lasin muodostumisen helppouden ja parantaen tribologista suorituskyky\u00e4. Lis\u00e4ksi se voi lis\u00e4t\u00e4 sitkeytt\u00e4 ja Hugoniot-elastisuusrajaa useilla kertaluokilla; lis\u00e4ksi sen murtumismorfologia on osoitus t\u00e4st\u00e4, sill\u00e4 siin\u00e4 on paljon kuoppia ja repe\u00e4mi\u00e4, jotka viittaavat sen sitke\u00e4\u00e4n k\u00e4ytt\u00e4ytymiseen.<\/p>\n
Piikarbidi (SiC) on eritt\u00e4in kova kemiallinen yhdiste, joka koostuu piist\u00e4 ja hiilest\u00e4 ja jota esiintyy luonnossa moissanite-jalokiven\u00e4, mutta massatuotettuja versioita on valmistettu vuodesta 1893 l\u00e4htien jauheena ja kitein\u00e4 hioma-aineeksi. Piikarbidia k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n my\u00f6s sovelluksissa, jotka vaativat suurta kest\u00e4vyytt\u00e4, kuten autojen keraamisissa jarrulevyiss\u00e4 ja luodinkest\u00e4viss\u00e4 liiveiss\u00e4 sek\u00e4 pumppuakselien tiivisteiss\u00e4; sen sulamispisteen ansiosta se kest\u00e4\u00e4 \u00e4\u00e4rimm\u00e4isi\u00e4 l\u00e4mp\u00f6tiloja ilman, ett\u00e4 se halkeilee tai ep\u00e4muodostuu ajan my\u00f6t\u00e4.<\/p>\n
SiC-viiksien l\u00e4mp\u00f6ominaisuudet riippuvat suuresti niiden mikrorakenteesta, pintakemiasta ja koosta. Koska n\u00e4iden piikiekkojen h\u00f6yrynpaine on alhainen ja ne ovat stabiileja jopa 1650 \u00b0C:n l\u00e4mp\u00f6tilaan asti, niit\u00e4 voidaan k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 lujitteina erilaisissa materiaaleissa, kuten metalleissa ja polymeereiss\u00e4, ja ne parantavat lujuutta, sitkeytt\u00e4, kemiallista inerttiytt\u00e4 ja hapettumiskest\u00e4vyytt\u00e4 sek\u00e4 pident\u00e4v\u00e4t k\u00e4ytt\u00f6ik\u00e4\u00e4.<\/p>\n
SiC-viiksien mikrorakenne voidaan analysoida pyyhk\u00e4isyelektronimikroskopialla ja r\u00f6ntgendiffraktiolla. Ne koostuvat monikiteisist\u00e4 rakenteista, jotka koostuvat 3C-beeta-SiC- ja 6H-SiC-polytyypeist\u00e4; tarkempi tarkastelu on paljastanut, ett\u00e4 kiteisill\u00e4 alueilla on suurempi tasovirheiden tiheys kuin amorfisilla alueilla, mik\u00e4 johtuu 1 1 1 -tasoihin muodostuneista mikrotwineist\u00e4, jotka vaikuttavat merkitt\u00e4v\u00e4sti PI-SiCw-nanokomposiittien murtopintoihin sek\u00e4 veto- ett\u00e4 taivutusmurtumispinnoissa.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide whiskers, single-crystal micron-sized particles with outstanding physical and chemical properties, have garnered significant research interest due to their wide-ranging applications across many fields including high temperature structural materials and tool ceramics. Mullite ceramic is a highly chemically stable refractory material with superior mechanical and physical properties such as high hardness and temperature creep […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[64],"tags":[],"class_list":["post-363","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/363","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=363"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/363\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":364,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/363\/revisions\/364"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=363"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=363"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=363"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}