Piikarbidi (SiC) on kova kemiallinen yhdiste, joka koostuu piist\u00e4 ja hiilest\u00e4. Sit\u00e4 esiintyy luonnossa moissanite-jalokiven\u00e4 ja sit\u00e4 valmistetaan massatuotantona hioma-aineissa, metallurgisissa sovelluksissa ja tulenkest\u00e4viss\u00e4 aineissa.<\/p>\n
SiC soveltuu erinomaisesti tulenkest\u00e4viin tiileihin ja muihin tulenkest\u00e4viin tuotteisiin, koska se kest\u00e4\u00e4 korkeita l\u00e4mp\u00f6tiloja ja l\u00e4mp\u00f6shokkeja, on puolijohtava ja atomirakenteensa ansiosta kuumuudenkest\u00e4v\u00e4.<\/p>\n
Piikarbidi, jota kutsutaan yleisesti karborundiksi tai SiC:ksi, on keraaminen materiaali, jolla on sek\u00e4 rakenne- ett\u00e4 puolijohdeominaisuuksia. SiC:n lujuus, korkea l\u00e4mp\u00f6tilankest\u00e4vyys ja kemiallinen inerttiys jopa korkeissa l\u00e4mp\u00f6tiloissa tekev\u00e4t siit\u00e4 erinomaisen materiaalin hioma-, metallurgia- ja tulenkest\u00e4vyyssovelluksissa; lis\u00e4ksi sen puolijohteiden kaltaisten ominaisuuksien ansiosta se soveltuu hyvin suuritehoisiin laitteisiin, jotka toimivat l\u00e4mp\u00f6tiloissa, joita perinteiset puolijohteet eiv\u00e4t kest\u00e4.<\/p>\n
SiC:t\u00e4 voidaan valmistaa erilaisilla tuotantotekniikoilla, joista kullakin on omat etunsa tietyiss\u00e4 sovelluksissa. Esimerkiksi Acheson-prosessi tarjoaa lujia monimutkaisia muotoja, RBSC-prosessi (reaktiosidottu piikarbidi) tarjoaa korkean puhtauden ja kemiallinen kaasufaasipinnoitus mahdollistaa eritt\u00e4in puhtaiden pinnoitteiden luomisen.<\/p>\n
Kaupallisessa piikarbidin tuotannossa k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n yleens\u00e4 s\u00e4hk\u00f6uuniprosessia, jossa hiilen l\u00e4hteen\u00e4 k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n v\u00e4h\u00e4tuhkaista petrolikoksia, joka sitten murskataan ja jauhetaan ennen lajittelua ja kemiallista k\u00e4sittely\u00e4 tiettyjen suorituskykyominaisuuksien t\u00e4ytt\u00e4miseksi.<\/p>\n
Pii ja hiili reagoivat kemiallisesti raaka-aineissa muodostaen monityyppej\u00e4 tai alkuaineiden pinoamisj\u00e4rjestelyj\u00e4, joista kuutiomainen piikarbidi (a-SiC) on yksi suosituimmista monityypeist\u00e4, jonka Mohsin kovuus on 9. Vaikka t\u00e4m\u00e4nkaltaisia raakamineraaleja voidaan louhia raakamineraalil\u00e4hteist\u00e4, useimmiten ne valmistetaan yhdistelm\u00e4prosesseilla: reaktiosidonnalla ja sintrauksella.<\/p>\n
Reaktiosidonta on prosessi, jossa jauhetun kvartsihiekan ja v\u00e4h\u00e4tuhkaisen petrolikoksin muodossa olevan hiilen seos yhdistet\u00e4\u00e4n ja rakennetaan s\u00e4hk\u00f6vastuksella varustetun uunin ymp\u00e4rille reaktiosidonnan avulla. T\u00e4m\u00e4n j\u00e4lkeen s\u00e4hk\u00f6virta johdetaan johtimen l\u00e4pi, jolloin kemiallinen reaktio k\u00e4ynnistyy ja syntyy sylinterinmuotoinen harkko, jossa on sek\u00e4 a-SiC:t\u00e4 ett\u00e4 b-SiC:t\u00e4; reagoimaton a-SiC j\u00e4\u00e4 harkon pinnalle. T\u00e4m\u00e4n j\u00e4lkeen lis\u00e4t\u00e4\u00e4n nestem\u00e4ist\u00e4 piit\u00e4, joka sitoo alun perin erilliset kiteet yhteen yhdeksi jatkuvaksi kuutiomaisten SiC-kiteiden rakenteeksi, joka soveltuu useimpiin teollisiin k\u00e4ytt\u00f6tarkoituksiin; joskus voidaan suorittaa jatkok\u00e4sittely\u00e4 metallurgisen luokan materiaalin tuottamiseksi.<\/p>\n
Piikarbidi (SiC) on hiilest\u00e4 ja piist\u00e4 koostuva ep\u00e4orgaaninen kemiallinen yhdiste, jota esiintyy luonnossa harvinaisena mineraalina moissanite, mutta vuodesta 1893 l\u00e4htien sit\u00e4 on my\u00f6s valmistettu synteettisesti jauheena hioma-aineena k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4ksi. Piikarbidi on kovinta synteettist\u00e4 materiaalia Mohsin kovuusasteikolla alumiinioksidin (alumiinioksidi) ja timantin v\u00e4liss\u00e4, ja sen l\u00e4mm\u00f6njohtavuus, alhainen l\u00e4mp\u00f6laajeneminen ja kemiallinen inerttius tekev\u00e4t siit\u00e4 eritt\u00e4in sopivan teollisuuden tulenkest\u00e4viin sovelluksiin, kuten uunitiileihin.<\/p>\n
Metallurgista piikarbidia valmistetaan yleens\u00e4 Acheson-prosessilla, jossa raaka-aineita, kuten kvartsihiekkaa (kvartsihiekkaa), sekoitetaan \u00f6ljykoksin tai antrasiittihiilen kanssa valokaariuunissa, joka kuumennetaan noin 2600 celsiusasteeseen. Kuumennusprosessin aikana piidioksidi (SiO2) pelkistyy ja muuttuu SiC:ksi ja muiksi metallurgisiksi silikaateiksi kutsutuiksi yhdisteiksi, jotka my\u00f6hemmin jauhetaan uudelleen mustaksi tai vihre\u00e4ksi piikarbidiksi niiden laadusta riippuen.<\/p>\n
Piikarbidin tuotanto t\u00e4ll\u00e4 tekniikalla tuottaa suuren saannon, sill\u00e4 mustaa piikarbidia saadaan jopa 11,3 tonnia uunin panosta kohti. Puhtaampaa piikarbidia voidaan kuitenkin saada k\u00e4ytt\u00e4m\u00e4ll\u00e4 kalliimpia menetelmi\u00e4, kuten Lelyn prosessia.<\/p>\n
Silikonikarbidilla on erilaisia polymorfisia muotoja, joilla kullakin on erilaiset ominaisuudet. Esimerkiksi alfa-piikarbidilla (a-SiC) on wurtsiittia muistuttava kuusikulmainen kiderakenne, kun taas beetamuunnettu b-SiC sis\u00e4lt\u00e4\u00e4 timanttia muistuttavia sinkkiblende-kiderakenteita.<\/p>\n
Kaikilla piikarbidin muodoilla on sen polymorfista riippumatta samanlainen kerrosrakenne, jossa pii- ja hiiliatomit ovat sitoutuneet toisiinsa tetraedriseen kokoonpanoon. SiC eroaa boorikarbidista siin\u00e4, ett\u00e4 sen rakenteessa on kolme hiiliatomia jokaista piiatomia kohti - toisin kuin sen timanttimaisessa rakenteessa, joka antaa boorikarbidille paremmat mekaaniset ominaisuudet ja suuremman kaupallisen kannattavuuden; n\u00e4in ollen a-SiC:ll\u00e4 oli ylivoimaiset mekaaniset ominaisuudet, ja siit\u00e4 tuli hallitseva, kunnes b-SiC tuli markkinoille, ja se oli liukoisempi.<\/p>\n
Piikarbidi on eritt\u00e4in kova, kiteinen materiaali, jolla on useita teollisia sovelluksia. Erityisesti sit\u00e4 k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n yleisesti hiomalaikkojen, leikkuuty\u00f6kalujen ja hiekkapaperin hioma-aineena sen eritt\u00e4in suuren lujuuden ja kovuuden vuoksi; muita k\u00e4ytt\u00f6kohteita ovat kuitenkin s\u00e4hk\u00f6eristeet, tulenkest\u00e4v\u00e4t aineet ja keramiikka - sen alhaiset l\u00e4mp\u00f6laajenemisominaisuudet tekev\u00e4t siit\u00e4 t\u00e4ydellisen materiaalin k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4ksi korkeissa l\u00e4mp\u00f6tiloissa - vaikkakin se p\u00e4\u00e4llystet\u00e4\u00e4n usein alumiinioksidilla, jotta sen pitk\u00e4ik\u00e4isyytt\u00e4 voidaan pident\u00e4\u00e4 entisest\u00e4\u00e4n.<\/p>\n
Piikarbidin valmistus alkaa kuumentamalla ensin raakaa piidioksidia ja hiilt\u00e4 s\u00e4hk\u00f6uunissa, kunnes niiden yhdisteet yhdistyv\u00e4t piidioksidiksi ja hiilimonoksidikaasuksi, mink\u00e4 j\u00e4lkeen niit\u00e4 kuivataan inertiss\u00e4 ilmakeh\u00e4ss\u00e4 useita p\u00e4ivi\u00e4 1 400-2 700 celsiusasteen l\u00e4mp\u00f6tiloissa - n\u00e4in ep\u00e4puhtaudet saadaan tehokkaasti poistettua ja j\u00e4ljelle j\u00e4\u00e4 l\u00e4hes puhdas piikarbidiharkko.<\/p>\n
T\u00e4m\u00e4n j\u00e4lkeen ammattitaitoiset ty\u00f6ntekij\u00e4t lajittelevat ja luokittelevat harkot eri kokoisiksi, muotoisiksi ja kemiallisilta koostumuksiltaan erilaisiin sovelluksiin sopiviksi. Kun ammattitaitoiset ty\u00f6ntekij\u00e4t ovat lajitelleet ja luokitelleet harkot, niit\u00e4 voidaan jatkojalostaa k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4ksi esimerkiksi hioma-, metalli- ja tulenkest\u00e4vyysaloilla sek\u00e4 puolijohdetuotteiden dopingaineiksi, kun niihin lis\u00e4t\u00e4\u00e4n dopingaineita.<\/p>\n
Harkkoon lis\u00e4tyt dopantit voivat tuottaa useita polytyyppej\u00e4, joilla on erilaiset fyysiset ja s\u00e4hk\u00f6iset ominaisuudet. Boori ja alumiini tekev\u00e4t piist\u00e4 p-tyypin puolijohteen, kun taas typpi ja fosfori luovat n-tyypin puolijohteen.<\/p>\n
Puhtaan piikarbidin tuottaminen edellytt\u00e4\u00e4 monimutkaista ja huolellista prosessia, jossa jokaiseen vaiheeseen on kiinnitett\u00e4v\u00e4 tarkkaa huomiota. Hioma-, metallurgisessa ja tulenkest\u00e4v\u00e4ss\u00e4 teollisuudessa k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4ksi tarkoitetuilla piikarbidista valmistetuilla tulenkest\u00e4vill\u00e4 tuotteilla on usein ainutlaatuisia vaatimuksia, kuten raekokoja, sideainetyyppej\u00e4, puhtausastetta, tiheytt\u00e4 ja huokoisuutta koskevia vaatimuksia. Washington Mills -tiimimme tekee mielell\u00e4\u00e4n yhteisty\u00f6t\u00e4 asiakkaiden kanssa ymm\u00e4rt\u00e4\u00e4kseen heid\u00e4n yksil\u00f6lliset vaatimuksensa ja tutkiessaan samalla kaikkia CARBOREX-tuotteiden tarjoamia mahdollisuuksia.<\/p>\n
Piikarbidia voi olla vaikea ty\u00f6st\u00e4\u00e4 ja hioa, jolloin leikkaus- tai hiontat\u00f6ihin tarvitaan timantti- tai ultra\u00e4\u00e4nity\u00f6kaluja. Lis\u00e4ksi sen herkk\u00e4 pinta vaatii huolellista k\u00e4sittely\u00e4, jotta v\u00e4ltet\u00e4\u00e4n hilseily tai lohkeilu; koska se kest\u00e4\u00e4 kest\u00e4vyytens\u00e4 ansiosta hyvin korkeita l\u00e4mp\u00f6tiloja uuneissa tai uuneissa.<\/p>\n
Achesonin prosessi. Piikarbidia voidaan valmistaa t\u00e4m\u00e4n prosessin avulla sekoittamalla piihiekkaa ja hiilijauheeksi jauhettua koksia vihre\u00e4ksi tai mustaksi kiinte\u00e4ksi aineeksi, joka voidaan sitten jauhaa hienoksi jauheeksi ja sekoittaa muiden ainesosien kanssa pehmittimeksi, jolloin piidioksidi- ja hiiliatomit voivat sitoutua toisiinsa ja sitten muodostaa muotteja k\u00e4ytt\u00e4en ennen kuin se imeytyy nestem\u00e4iseen piihin reaktioon sidotun materiaalin tai sintrattua materiaalia varten.<\/p>\n
Sintrattu piikarbidi on puhtaampaa kuin reaktiosidottu, se on helpompi ty\u00f6st\u00e4\u00e4 ja muotoilla, ja sill\u00e4 on erinomainen korroosion-, kulumisen- ja l\u00e4mp\u00f6shokkien kest\u00e4vyys - se kest\u00e4\u00e4 jopa 1600 asteen l\u00e4mp\u00f6tiloja ilman hapettumista tai kemiallisia hy\u00f6kk\u00e4yksi\u00e4. N\u00e4iden ominaisuuksien ansiosta sit\u00e4 k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n monissa teollisissa sovelluksissa.<\/p>\n
Sintraustekniikkaa k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n laajalti kehittyneiss\u00e4 elektroniikkasovelluksissa. T\u00e4t\u00e4 varten sintrausprosessissa tuotetaan suuria yksikidekuoppia, jotka leikataan sitten kiekoiksi puolijohdekomponenteissa k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4ksi. Joskus puhtaisiin materiaaleihin voidaan sekoittaa booria tai alumiinia kovuuden ja kovettuvuuden lis\u00e4\u00e4miseksi.<\/p>\n
Sintraamalla voidaan luoda lujia keraamisia, jotka kest\u00e4v\u00e4t halkeilua. T\u00e4m\u00e4ntyyppinen keramiikka kest\u00e4\u00e4 korkeita l\u00e4mp\u00f6tiloja, mutta se on my\u00f6s eritt\u00e4in tulenkest\u00e4v\u00e4 kemikaaleille, kuten rikki- ja fluorivetyhapoille, mist\u00e4 nimi sintrattu a-SiC. Piikarbidin kovuus, j\u00e4ykkyys, l\u00e4mm\u00f6njohtavuus ja kovuus tekev\u00e4t siit\u00e4 toivottavan my\u00f6s t\u00e4htitieteellisten teleskooppien peilimateriaalina; toisin kuin monet muut peilimateriaalit, se pysyy vakaana l\u00e4mp\u00f6tilanvaihtelujen aikana ilman, ett\u00e4 se deformoituu oman painonsa alla, mink\u00e4 ansiosta se voi korvata lasin erilaisissa teleskooppimalleissa pienist\u00e4 kannettavista malleista valtaviin avaruustarkkailulaitteisiin.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide (SiC) is a hard chemical compound comprised of silicon and carbon, found naturally as moissanite gemstone and produced mass-scale for use in abrasives, metallurgical applications and refractories. SiC is ideal for fire bricks and other refractory products due to its resistance to high temperature and thermal shock, its semi-conductive nature, and atomic structure […]<\/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-477","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/477","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=477"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/477\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":478,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/477\/revisions\/478"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=477"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=477"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=477"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}