Silīcija karbīda produkti

Silīcija karbīds (SiC) ir ārkārtīgi cieta, karstumizturīga keramika, kurai piemīt daudzas vēlamās īpašības, tāpēc tā ir piemērota augstas veiktspējas lietojumiem, kur nepieciešami izturīgi materiāli ar siltuma toleranci. Šī iemesla dēļ SiC bieži vien izvēlas tradicionālo keramikas variantu vietā.

American Elements piedāvā SiC daudzās šķirās militārajiem, ACS un reaģentu lietojumiem, kā arī abrazīviem izstrādājumiem un pārtikas produktu izmantošanai farmācijas pētniecībā.

Cietība

Silīcija karbīds (SiC) ir iespaidīgs veiktspējas materiāls ar daudzām īpašām fizikālķīmiskām īpašībām, tostarp augstu cietību un mehānisko stabilitāti paaugstinātās temperatūrās, izcilu siltumvadītspēju ar zemu izplešanās koeficientu, spēcīgu izturību pret koroziju un oksidāciju, kā arī tā sastāvu veido tetraedriskas struktūras, ko veido silīcijs un ogleklis, ko kristāliskajā struktūrā satur spēcīgas kovalentās saites. Šīs iespaidīgās īpašības apvienojas SiC pārsteidzošajā fizikāli ķīmiskajā profilā.

1891. gadā amerikāņu izgudrotājs Edvards G. Ačons, mēģinot ražot mākslīgos dimantus, atklāja silīcija karbīdu. Šim nolūkam viņš uzkarsēja māla un pulverveida koksa maisījumu dzelzs bļodā, kā elektrodus izmantojot tās elektrodu un parastu oglekļa loka gaismu; ieraudzījis pie viena elektroda piestiprinātus spilgti zaļus kristālus, viņš saprata, ka ir izdarījis nozīmīgu atklājumu, un nosauca savu jauno savienojumu par karborundu, kura cietība bija līdzīga dimanta cietībai.

Silīcija karbīda augstais kušanas punkts, ķīmiskā inerce un izturība pret termiskiem triecieniem padara to piemērotu skarbai rūpnieciskai videi ar ekstrēmām temperatūrām, piemēram, augstas temperatūras kausētiem metāliem un naftas ķīmijas krāsnīm. Turklāt tā izturība, ilgmūžība un izturība pret koroziju padara to noderīgu tādos inženiertehniskajos lietojumos kā smilšu strūklas inžektori, sūkņu gultņi un griezējinstrumenti.

SiC var izgatavot, saķepinot tīru silīciju un oglekļa pulveri vai reakcijas rezultātā; tā veidošanās metode būtiski ietekmē tā galīgo mikrostruktūru. Reakcijas rezultātā saistītu SiC veido, infiltrējot SiC maisījumus ar šķidro silīciju; šie infiltrētie kompakti reaģē ar oglekli, lai savienotu to sākotnējās daļiņas, veidojot reakcijas saites starp SiC daļiņām. Sinterizētu SiC sagatavo, sajaucot tīru SiC pulveri ar saķepināšanas palīgvielām, kas nav oksīdi, un pēc tam, izmantojot parastos keramikas formēšanas procesus, saķepina materiālu augstā temperatūrā.

Izmantojot piemērotu cietības testēšanas sistēmu, cietību var izmērīt visu veidu materiālu paraugiem. Lai izveidotu korelāciju starp cietību un citām īpašībām, piemēram, stiepes izturību, cietības testa rezultāti vispirms jākalibrē attiecībā pret kalibrēšanai izmantotajiem rezultātiem.

Materiālu cietības testēšana var ievērojami atšķirties atkarībā no dažādiem iedobju veidiem, slodzēm un noturības laikiem. Tāpēc cietības testi jāizmanto tikai kā aptuvenas vadlīnijas, ja tiek atlasīti kritiskiem lietojumiem paredzēti materiāli.

Izturība pret koroziju

Silīcija karbīds ir nonooksīda keramika ar izcilu izturību pret koroziju skarbā rūpnieciskā vidē. Materiāla kristāliskā struktūra neļauj skābekļa molekulām tieši kontaktēties ar tā virsmas slāni, palīdzot tam laika gaitā izvairīties no sabrukšanas. Šī īpašība padara silīcija karbīdu īpaši vērtīgu augstas temperatūras lietojumos, kur tam potenciāli varētu iedarboties agresīvas ķīmiskās vielas, piemēram, izkausēti sāļi vai metālu sakausējumi, tāpēc tā izturība pret augstām temperatūrām ir viena no galvenajām priekšrocībām, izmantojot silīcija karbīdu ugunsizturīgo materiālu, keramikas un stikla rūpniecībā.

Sinterētais silīcija karbīds (SSiC) izceļas ar izturību pret koroziju, jo šis materiāls spēj izturēt iespaidīgu skābju (fosforskābes, sērskābes, sālsskābes, sālsskābes un slāpekļskābes), kā arī bāzu, piemēram, aminoskābes un kaustiskās sodas, klāstu. Turklāt tam ir zems termiskās izplešanās koeficients, un tas var pat kalpot kā ideāls ugunsizturīgais materiāls augstas temperatūras lietojumos; to parasti izmanto arī kā nodilumizturīgu materiālu sūkņu vārstu smilšu strūklas inžektoriem un ekstrūzijas veidnēm.

Smilšstrūklu SiC bieži izmanto karborunda iespiedgrafikā, kurā izmanto keramikas plāksnes ar granulētu virsmu, kas no rullīšiem notver tinti, lai uz papīra radītu iespiedzīmes. Turklāt silīcija karbīds jau sen tiek izmantots kā triecienabsorbējoša sastāvdaļa bruņuvestēs, jo tas spēj mazināt liela ātruma triecienus.

Mūsdienu silīcija karbīda abrazīvu, ugunsizturīgo materiālu un keramikas ražošanā izmanto tīra silīcija dioksīda smilšu maisījumu, kas sajaukts ar oglekļa koksu, kuru novieto ap oglekļa vadītāju elektriskās pretestības tipa krāsnī, kur elektriskā strāva izraisa ķīmiskas reakcijas starp koksa oglekli un silīciju smiltīs, kā rezultātā produkts saķepina paaugstinātā temperatūrā.

Junty piedāvā plašu SiC produktu klāstu, kas ir pielāgoti, lai atbilstu jūsu precīzām specifikācijām, piemēram, smilšstrūklas granulas, saķepināti sfēriski graudi, presēti sfēriski gabali un ar grafītu pildīti silīcija karbīda ugunsizturīgie materiāli. Katrs veids ir pieejams dažādos izmēros, lai pielāgotos dažādiem pielietojumiem - sazinieties ar mums jau šodien un uzziniet, kā mēs varam uzlabot jūsu pielietojuma veiktspēju, nodrošinot kvalitatīvus materiālus, kas atbilst vai pārsniedz nozares standartus, ātri un atbilstoši budžetam!

Elektriskās īpašības

Silīcija karbīdam piemīt unikāla īpašība - zemās temperatūrās tas darbojas gan kā metāls, gan kā izolators, bet augstā temperatūrā - arī kā pusvadītājs, ļaujot strāvai brīvi plūst cauri.

SiC ir ideāls materiāls elektriskajiem lietojumiem pie lielākas sprieguma slodzes, jo īpaši pateicoties tā paaugstinātajai vadītspējai. SiC samazināti sistēmas zudumi un enerģijas patēriņš padara energoelektronikas ierīces mazākas un energoefektīvākas - tas palīdz arī elektromobiļu ātrās uzlādes sistēmām, paātrinot uzlādes laiku un vienlaikus samazinot kopējo sistēmas izmēru un svaru.

Sinterēta silīcija karbīda ražošana sākas ar oglekļa materiāla un izejvielu, piemēram, naftas koksa vai kvarca smilšu, maisījuma ķīmisku reakciju ārkārtīgi augstā temperatūrā elektriskās pretestības krāsnī, lai veidotu SiC. Pēc izveidošanas šis neapstrādātais materiāls ir jāapstrādā, to sasmalcinot un samalcinot, lai iegūtu vajadzīgo graudu lielumu un formu, un pēc tam tas ir jāturpina šķirot un ķīmiski apstrādāt, lai iegūtu konkrētiem lietojumiem piemērotu tīrības pakāpi.

Temperatūra un piemaisījumu saturs nosaka, kādas SiC formas veidojas; piemēram, alfa silīcija karbīds (a-SiC), kam raksturīga sešstūraina kristāliskā struktūra un virtzīta (ZnCr2O4) veidošanās notiek augstākā temperatūrā, bet beta SiC (ZnSiC) veidojas zemākā temperatūrā.

Silīcija karbīds izceļas ne tikai ar savām elektriskajām īpašībām, bet arī ar ķīmisko inertumu augstā temperatūrā, kas padara to par pievilcīgu kandidātu keramikas lietojumiem, piemēram, automobiļu bremzēm un sajūgiem, bruņuvestēm un bruņuvestēm. Augstas kvalitātes SiC var izturēt augstas slodzes un temperatūras, kas rodas šajos lietojumos, nodrošinot ilgāku kalpošanas laiku un lielāku veiktspēju. Silīcija karbīda tranzistoriem piemīt arī daudz augstāks sadalīšanās spriegums, salīdzinot ar to silīcija analogiem, kas samazina jaudas zudumus un palielina efektivitāti. Silīcija karbīda elektriskās izolācijas īpašības padara to īpaši izdevīgu elektromobiļu lādētājiem, kuriem jāiztur lieli spriegumi, neradot neparedzamu vadītspēju vai katastrofālus bojājumus. Tāpēc daudzi elektrisko transportlīdzekļu ražotāji savos izstrādājumos izmanto silīcija karbīdu.

Ķīmiskā inerce

Silīcija karbīds (SiC) ir ārkārtīgi ciets silīcija un oglekļa ķīmiskais savienojums, kas dabā sastopams kā retais minerāls moizanīts; tomēr kopš 1893. gada masveida ražošanā šis ķīmiskais materiāls ir pieejams kā pulveris vai kristāli abrazīvu izmantošanai. Silīcija karbīda graudiņus var arī savienot kopā keramikas materiālos, ko izmanto automašīnu bremzēs, sajūgos, bruņuvestes plāksnītēs, kā arī bruņuvestes oderējumos. Visbeidzot, lielus atsevišķus SiC kristālus var arī izveidot, izmantojot saķepināšanu, lai iegūtu sintētiskos moisanīta dārgakmeņus, kas pazīstami kā sintētiskais moisanīts.

Silīcija karbīda augstas temperatūras izturības, zemas termiskās izplešanās un izturības pret koroziju kombinācija padara to piemērotu dažādām nozarēm. Silīcija karbīds, kura cietības rādītājs pēc Mosa skalas ir deviņi punkti, kas ir otrs augstākais rādītājs pēc dimanta un bora karbīda, ir ļoti pieprasīts materiāls abrazīvu, piemēram, slīpēšanas disku vai papīra un auduma izstrādājumu ražošanā, kā arī ķīmiski izturīgu ugunsizturīgo materiālu ražošanā.

Keramikas materiāls nodrošina izcilu izturību pret skābēm un sārmiem, izkausētu metālu un stikla iedarbību, kā arī termisko triecienu. Turklāt tā nulles porainība un mazais poru blīvums padara to piemērotu mehāniskajiem blīvējumiem un gultņiem, kuriem jāstrādā agresīvā vidē ar nelielu eļļošanas nepieciešamību.

Silīcija karbīda izturība augstā temperatūrā, stingrība un stingrība padara to par vēlamu materiālu astronomisko teleskopu spoguļu konstrukcijās. Lai gan šī daudzpusīgā materiāla pielietojums joprojām ir salīdzinoši jauns, vairākās observatorijās, piemēram, Heršela kosmosa teleskopā, jau tiek izmantoti silīcija karbīda spoguļi. Turklāt silīcija karbīda zemā termiskā izplešanās nodrošina priekšrocības, ja to izmanto krāšņu un krāšņu sieniņu, kā arī keramikas izstrādājumu, piemēram, sanitārtehnikas izstrādājumu, izgatavošanā.

Šobrīd tiek pētīti SiC elektrolīta materiāli uz cirkonija bāzes, kas ir potenciāls veids, kā uzlabot akumulatoru tehnoloģiju. Lai gan tie nodrošina labu jonu vadītspēju un strukturālo integritāti, to sagatavošanas procesā optimālu rezultātu sasniegšanai nepieciešama augsta darba temperatūra. Lai gan izmaksas neļauj plaši izplatīties, cirkonija IGBT piedāvā priekšrocības salīdzinājumā ar silīcija IGBT enerģijas pārveidošanas lietojumiem, kas pārsniedz 600 V.