Silicio karbido produktai

Silicio karbidas (SiC) yra itin kieta, karščiui atspari keramika, pasižyminti daugeliu pageidaujamų savybių, todėl ji tinka didelio našumo darbams, kuriems reikalingos stiprios ir karščiui atsparios medžiagos. Dėl šios priežasties SiC dažnai pasirenkamas vietoj tradicinių keramikos variantų.

"American Elements" siūlo įvairių rūšių SiC, skirtą naudoti kariniams tikslams, ACS ir reagentams, maisto produktų farmacijos tyrimams, taip pat abrazyvinių produktų.

Kietumas

Silicio karbidas (SiC) yra įspūdingo našumo medžiaga, pasižyminti daugeliu išskirtinių fizikinių ir cheminių savybių, įskaitant didelį kietumą ir mechaninį stabilumą aukštoje temperatūroje, išskirtinį šilumos laidumą ir mažą plėtimosi koeficientą, didelį atsparumą korozijai ir oksidacijai, o jo kristalinę struktūrą sudaro tetraedrinės struktūros, sudarytos iš silicio ir anglies, kurias jungia stiprūs kovalentiniai ryšiai. Šios įspūdingos savybės kartu sudaro įspūdingą SiC fizikinį ir cheminį profilį.

1891 m. amerikiečių išradėjas Edwardas G. Achesonas, bandydamas gaminti dirbtinius deimantus, atrado silicio karbidą. Tam jis kaitino molio ir miltelių pavidalo kokso mišinį geležiniame dubenyje, kaip elektrodus naudodamas jo elektrodą ir paprastą anglies lanko lempą; pamatęs prie vieno elektrodo prisitvirtinusius ryškiai žalius kristalus, jis suprato padaręs svarbų atradimą ir pavadino savo naująjį junginį karborundu, kurio kietumas panašus į deimanto.

Dėl aukštos lydymosi temperatūros, cheminės inertiškumo ir atsparumo šiluminiams smūgiams silicio karbidas tinka naudoti atšiaurioje pramoninėje aplinkoje, kurioje vyrauja ekstremalios temperatūros, pavyzdžiui, aukštos temperatūros išlydytų metalų ir naftos chemijos krosnyse. Be to, dėl savo tvirtumo, ilgaamžiškumo ir atsparumo korozijai jis yra naudingas tokioms inžinerinėms reikmėms kaip smėliavimo purkštuvai, siurblių guoliai ir pjovimo įrankiai.

SiC gali būti gaminamas sukepinant gryno silicio ir anglies miltelius arba reakciniu būdu; jo formavimo būdas daro didelę įtaką galutinei mikrostruktūrai. Reakciniu būdu surištas SiC susidaro infiltruojant SiC mišinius skystu siliciu; šie infiltruoti kompaktiniai mišiniai reaguoja su anglimi ir susijungia su pradinėmis dalelėmis, sudarydami reakcinius ryšius tarp SiC dalelių. Sukepintas SiC ruošiamas maišant grynus SiC miltelius su neoksidinėmis sukepinimo pagalbinėmis medžiagomis prieš naudojant įprastinius keramikos formavimo procesus medžiagai sukepinti aukštoje temperatūroje.

Naudojant tinkamą kietumo bandymo sistemą, kietumą galima išmatuoti visų rūšių medžiagų bandiniams. Norint nustatyti kietumo ir kitų savybių, pavyzdžiui, tempiamojo stiprio, koreliaciją, kietumo bandymų rezultatai pirmiausia turi būti kalibruojami pagal kalibravimui naudojamus rezultatus.

Medžiagų kietumo bandymai gali labai skirtis priklausomai nuo skirtingų indentorių tipų, apkrovų ir išlaikymo trukmės. Todėl kietumo bandymai turėtų būti naudojami tik kaip apytikslis orientyras atrenkant medžiagas, skirtas kritinėms reikmėms.

Atsparumas korozijai

Silicio karbidas yra nonooksidinė keramika, pasižyminti puikiu atsparumu korozijai atšiaurioje pramoninėje aplinkoje. Kristalinė medžiagos struktūra neleidžia deguonies molekulėms tiesiogiai liestis su jos paviršiaus sluoksniu, todėl laikui bėgant ji nesuyra. Dėl šios savybės silicio karbidas ypač vertingas aukštoje temperatūroje, kai agresyvios cheminės medžiagos, pavyzdžiui, išlydytos druskos ar metalų lydiniai, gali jį paveikti, todėl atsparumas aukštai temperatūrai yra pagrindinis silicio karbido naudojimo ugniai atspariose medžiagose, keramikos ir stiklo pramonėje privalumas.

Sukepintas silicio karbidas (SSiC) išsiskiria atsparumu korozijai - ši medžiaga gali atlaikyti įvairias rūgštis (fosforo, sieros, druskos ir azoto rūgštis), taip pat šarmus, pavyzdžiui, kalio aminus ir kaustinę sodą. Be to, ji pasižymi mažais šiluminio plėtimosi rodikliais ir netgi gali būti ideali ugniai atspari medžiaga aukštoje temperatūroje; ji taip pat dažnai naudojama kaip dilimui atspari medžiaga siurblių vožtuvuose, smėliavimo inžektoriuose ir ekstruzijos štampuose.

Smėliu smėliuotas SiC dažnai naudojamas karborundo spaudoje, kurioje naudojamos keraminės plokštelės su granuliuotu paviršiumi, sulaikančios rašalą iš volelių, kad ant popieriaus būtų atspausdinti ženklai. Be to, silicio karbidas jau seniai naudojamas kaip smūgius sugerianti neperšaunamų liemenių sudedamoji dalis, nes gali sušvelninti didelio greičio smūgius.

Šiuolaikinėje silicio karbido pagrindu pagamintų abrazyvų, ugniai atsparių medžiagų ir keramikos gamyboje naudojamas gryno kvarcinio smėlio mišinys, sumaišytas su anglies koksu, kuris dedamas aplink anglies laidininką elektros varžos tipo krosnyje, kur elektros srovė sukelia chemines reakcijas tarp kokse esančios anglies ir smėlyje esančio silicio, todėl produktas sukepa aukštoje temperatūroje.

"Junty" siūlo platų SiC gaminių, pritaikytų jūsų tikslioms specifikacijoms, pavyzdžiui, smėliuotų granulių, sukepintų sferinių grūdelių, presuotų sferinių gabalėlių ir grafitu užpildytų silicio karbido ugniai atsparių medžiagų, pasirinkimą. Kiekviena rūšis gali būti įvairių dydžių, kad tiktų įvairioms reikmėms - kreipkitės jau šiandien ir sužinokite, kaip galime pagerinti jūsų reikmių našumą tiekdami kokybiškas medžiagas, atitinkančias arba viršijančias pramonės standartus, greitai ir pagal biudžetą!

Elektrinės savybės

Silicio karbidas pasižymi unikalia savybe - žemoje temperatūroje jis veikia ir kaip metalas, ir kaip izoliatorius, o aukštesnėje temperatūroje - kaip puslaidininkis, todėl srovė gali laisvai tekėti.

SiC yra ideali medžiaga, ypač dėl didesnio laidumo, elektros įrenginiams, kai naudojama aukštesnė įtampa. Dėl mažesnių SiC sisteminių nuostolių ir energijos sąnaudų galios elektronikos prietaisai tampa mažesni ir energetiškai efektyvesni - tai taip pat padeda greitojo įkrovimo sistemoms, nes pagreitina įkrovimo laiką ir kartu sumažina bendrą sistemos dydį ir svorį.

Sukepinto silicio karbido gamyba prasideda nuo anglies medžiagos ir žaliavų, tokių kaip naftos koksas ar kvarcinis smėlis, mišinio cheminės reakcijos itin aukštoje temperatūroje elektrai atsparioje krosnyje, kad susidarytų SiC. Susiformavusi ši neapdorota medžiaga turi būti apdorojama smulkinant ir malant, kad būtų pasiektas reikiamas grūdelių dydis ir forma, o po to rūšiuojama ir chemiškai apdorojama, kad būtų pasiektas konkrečioms reikmėms tinkamas grynumo lygis.

Temperatūra ir priemaišų kiekis lemia, kokios SiC formos susidaro, pavyzdžiui, alfa silicio karbidas (a-SiC), pasižymintis heksagonine kristaline struktūra ir vurcito (ZnCr2O4) susidarymu, susidaro aukštesnėje temperatūroje, o beta SiC (ZnSiC) susidaro žemesnėje temperatūroje.

Silicio karbidas išsiskiria ne tik elektrinėmis savybėmis, bet ir cheminiu inertiškumu aukštesnėje temperatūroje - dėl to jis yra patrauklus kandidatas keramikos reikmėms, pavyzdžiui, automobilių stabdžiams ir sankaboms, neperšaunamoms liemenėms ir neperšaunamoms liemenėms. Aukštos kokybės SiC gali atlaikyti dideles apkrovas ir temperatūras, su kuriomis susiduriama tokiose srityse, todėl jo tarnavimo laikas yra ilgesnis, o eksploatacinės savybės - geresnės. Silicio karbido tranzistoriai taip pat pasižymi daug aukštesne pramušimo įtampa, palyginti su silicio analogais, todėl sumažėja galios nuostoliai ir padidėja efektyvumas. Silicio karbido elektros izoliacijos savybės daro jį ypač naudingą elektromobilių įkrovikliams, kurie turi atlaikyti dideles įtampas be nenuspėjamos laidumo elgsenos ar katastrofiškų gedimų. Todėl daugelis elektromobilių gamintojų savo gaminiuose naudoja silicio karbidą.

Cheminė inercija

Silicio karbidas (SiC) yra itin kietas cheminis silicio ir anglies junginys, kuris natūraliai randamas kaip retas mineralas moisanitas, tačiau nuo 1893 m. masinės gamybos būdu ši cheminė medžiaga tapo prieinama kaip milteliai arba kristalai, skirti naudoti kaip abrazyvas. Silicio karbido grūdelius taip pat galima sujungti į keramines medžiagas, naudojamas automobilių stabdžiams, sankaboms, neperšaunamų liemenių plokštelėms, taip pat neperšaunamų liemenių įdėklams. Galiausiai dideli pavieniai SiC kristalai taip pat gali būti sukuriami sukepinant ir gaminant sintetinius moisanito brangakmenius, vadinamus sintetiniu moisanitu.

Silicio karbido stiprumo aukštoje temperatūroje, mažo šiluminio plėtimosi ir atsparumo korozijai derinys leidžia jį naudoti įvairiose pramonės šakose. Silicio karbidas pasižymi devyniais Moho kietumo laipsniais - antruoju po deimanto ir boro karbido - todėl silicio karbidas yra labai paklausi medžiaga abrazyvams, pvz., šlifavimo diskams, popieriaus ir audinio gaminiams, taip pat cheminėms medžiagoms atsparių ugniai atsparių ugniai atsparių medžiagų gamyboje.

Keraminė medžiaga yra labai atspari rūgštims ir šarmams, išlydytų metalų ir stiklo poveikiui, taip pat terminiam smūgiui. Be to, dėl nulinio porėtumo ir mažo porų tankio ji tinka mechaniniams sandarikliams ir guoliams, kurie turi veikti agresyvioje aplinkoje ir kuriuos reikia mažai tepti.

Silicio karbido atsparumas aukštoms temperatūroms, standumas ir standumas lemia, kad jis yra pageidautina medžiaga, naudojama astronominių teleskopų veidrodžių konstrukcijose. Nors šios universalios medžiagos panaudojimas dar gana naujas, keliose observatorijose, pavyzdžiui, Herschelio kosminiame teleskope, jau naudojami silicio karbido veidrodžiai. Be to, mažas silicio karbido šiluminis plėtimosi koeficientas suteikia privalumų, kai jis naudojamas krosnių išklotinėms ir krosnių sienelėms gaminti, taip pat keramikos gaminiams, pavyzdžiui, santechnikos gaminiams gaminti.

Šiuo metu tiriamos cirkonio pagrindu pagamintos SiC elektrolito medžiagos, kurios gali padėti patobulinti akumuliatorių technologiją. Nors jos pasižymi geru joniniu laidumu ir struktūriniu vientisumu, jų paruošimo procesui reikia aukštos darbinės temperatūros, kad būtų pasiekti optimalūs rezultatai. Nors kaina neleidžia jų plačiai naudoti, cirkonio IGBT turi pranašumų prieš silicio IGBT, kai naudojami didesnei nei 600 V įtampai konvertuoti.