Siliziumkarbid-Pulver

Silīcija karbīds ir ārkārtīgi cietais, neoksīdais keramikas materiāls, kura izturības īpašības ir līdzīgas dimanta īpašībām. Turklāt SiC izceļas ar zemu siltuma izplešanās koeficientu un izcilām korozijas izturības un elektriskajām īpašībām salīdzinājumā ar citiem materiāliem.

Cietība
Silīcija karbīds (saīsinājumā SiC) ir ārkārtīgi cietais, sintētiski iegūts kristālisks savienojums, kas sastāv no silīcija un oglekļa. To pirmo reizi nejauši sintezēja amerikāņu izgudrotājs Edvards G. Ačesons 1891. gadā, kad viņš dzelzs bļodā, izmantojot parastu oglekļa loka lampu kā elektrisko gaismas avotu, sajauca māla maisījumu ar pulverizētu naftas koksu; Tolaik Ačesons atklāja gaiši zaļus kristālus, kas bija pazīstami kā karborunds un vēlāk kļuva pazīstami kā silīcija karbīds vai silīcija karbīdi (karborunds).

Līdz 1929. gadam karbīds bija cietākais keramikas materiāls, kura Mosa cietība bija 9 un kas tuvinājās dimanta cietībai. Pateicoties tā cietībai un izturībai, tas bija ideāls slīpēšanas līdzeklis slīpēšanas diskiem un griešanas instrumentiem; turklāt tā izturība augstās temperatūrās padarīja to par ideālu materiālu ugunsizturīgiem materiāliem, strukturālajai keramikai un elektrotehniskajām lietojumprogrammām. Arī tā elektriskās īpašības augstās temperatūrās padarīja borakarbīdu par ļoti noderīgu materiālu!

Mūsu neoksidējošā keramika, kas iztur ekstremālus termiskos un mehāniskos apstākļus, tiek izmantota tik dažādās jomās kā slīpēšanas materiāli, nodilumizturīgas detaļas rūpnieciskajām krāsnīm un raķešu dzinējiem (ieskaitot gāzes filtru sprauslas un degkamera apšuvumus), keramikas un ugunsizturīgo materiālu ražošanā. Mēs piedāvājam izcilu izturību pret ķīmiskām iedarbībām, kā arī izturību augstās temperatūrās un zemu siltuma izplešanos, lai izturētu spēcīgas vibrācijas.

Silīcija karbīda pulveris, pateicoties savai daudzpusībai, ir nozīmīgs neoksīdisks materiāls augsto tehnoloģiju ugunsizturīgo materiālu vidū. Tas ir pieejams gan makrogranulātu, gan mikrogranulātu veidā ar dažādu tīrības pakāpi; makrogranulātus parasti ražo, kausējot „Green“ vai „Black“ šķirņu neapstrādātus blokus, pirms tos tālāk pārstrādā mikrogranulātā, izmantojot Barmac vai Raymond dzirnavas, ultraskaņas viļņus vai sijāšanu.

Mūsu graudi un pulveri ir precīzi pielāgoti jūsu prasībām attiecībā uz izmēru, ķīmisko sastāvu un formu. Mūsu produktus var izmantot augstas precizitātes slīpēšanas un pulēšanas darbiem, kvarca zāģēšanai, kvarca zāģēšanai, kvarca saistvielu slīpēšanas līdzekļu zāģēšanai un strūklas apstrādei (mitrā vai sausā veidā). Pieejami dažādos graudu izmēros, iepakoti 5 kg maisiņos, kā arī lielākos daudzumos pēc pieprasījuma.

Siltuma vadītspēja
Silīcija karbīda pulverim ir daudzveidīgi pielietojumi rūpniecībā, pateicoties tā cietībai, siltumvadītspējai un pusvadītāja īpašībām. Starp pielietojumiem ir nodilumizturīgas detaļas, kurām nepieciešama cietība un augsta stiepes izturība, kā arī keramika (piemēram, ugunsizturīgi materiāli, riflētie akmeņi, muffeles, apdedzināšanas palīgmateriāli un krāsns slīdnes), kam jābūt gan karstumizturīgai, gan ķīmiski inertai; elektriskās ierīces, kurām nepieciešama siltumvadītspēja ar zemu izplešanās koeficientu; pielietojumi kodolreaktoros, kuriem nepieciešami zemi neitronu šķērsgriezumi vai izturība pret starojuma radītiem bojājumiem – un tas ir tikai daži no daudzajiem pielietojuma veidiem!

Silīcija karbīds — neorganisks neoksīda materiāls ar kušanas temperatūru aptuveni 1500 grādiem pēc Celsija, kuru ir ļoti grūti saspiest vai veidot cietos ķermeņos — ir viens no cietākajiem un labākajiem izolatoriem, kādus cilvēce pazīst. Ar savu dimanta līdzīgo virsmu un blīvumu, kas ir salīdzināms ar dimanta blīvumu, silīcija karbīdam ir ārkārtīgi augsts īpatnējais svars, kas tam piešķir lielu potenciālu kā izolācijas materiālam.

Silīcija karbīda ražošanā no izejmateriāla tiek kausēts silīcijs, kas reaģē ar oglekli, veidojot alfa-SiC. Rezultātā rodas SiC matricas kermets ar nelielām izolētām cietā silīcija metāla salām. Gala produktam ir viena no augstākajām kušanas temperatūrām starp pusvadītāju materiāliem – aptuveni 11 GPa.

SiC relatīvais blīvums palielinās līdz ar oglekļa satura pieaugumu; 5 mol% oglekļa palielina blīvumu līdz vairāk nekā 80,2 masas %, kas ir tuvu teorētiskajai vērtībai. Visos trijos paraugos uzņemtie TEM attēli neuzrādīja nereagējušu oglekli vai silīciju graudu robežās vai trīskāršajos punktos, kas apstiprina mūsu secinājumu, ka tas bija izkliedēts paraugos un tajos izšķīda.

No temperatūras atkarīgās siltumvadītspējas neapstrādātam, ar C un Si pievienotam SiC liecina, ka siltuma vadīšana notiek ar fononu, nevis elektronu starpniecību, kā to paredz Vīdemana–Franca likums. Augstie siltumvadītspējas rādītāji ir saistāmi ar 3C-SiC paraugu izcilo kristāla kvalitāti un tīrību, kā arī to relatīvo blīvumu.

Izturība pret koroziju
Silīcija karbīds (SiC) ir neorganisks materiāls, kas sastāv no oglekļa polimorfajām formām. Pateicoties savām unikālajām fizikālajām īpašībām, SiC jau kopš 19. gadsimta beigām tiek izmantots kā slīpēšanas materiāls un kopš tā laika, pateicoties savai izcilajai veiktspējai augsttemperatūras vidē, ir atradis pielietojumu virknē nozaru.

Izturība pret koroziju sarežģītās vidēs ir viens no galvenajiem kritērijiem keramisko detaļu, jo īpaši SiC detaļu, izstrādē. Korozijas ātrums šādās vidēs svārstās no zema līdz augstam un ievērojami samazina kalpošanas laiku, jo palielinās virsmas defekti, kas mehāniskas slodzes ietekmē var izraisīt detaļas atteici. Lai gan ir panākts ievērojams progress alumīnija oksīda, cirkona dioksīda un citu keramikas materiālu oksidācijas procesa izpratnē vienkāršās vidēs, šādi modeļi neprecīzi raksturo SiC korozijas ātrumu un atteikšanās biežumu.

SiC koroziju sarežģītās vidēs vēl vairāk apgrūtina tas, ka tas ir ugunsizturīgs materiāls ar nelielu grafīta — elektrības vadītāja — saturu. Tomēr, atšķirībā no citiem ugunsizturīgiem materiāliem, grafīts samazina SiC korozijas izturību tā matricā.

Pētījumos par SiC korozijas izturības uzlabošanu tika izpētīta tā kombinācija ar metāliem, kuriem ir zemāka kušanas temperatūra; bieži vien tiek izvēlēts varš, jo tas palielina SiC izturību pret temperatūras svārstībām un nodilumizturību. Lai to izpētītu sīkāk, šajā pētījumā ar pulvermetalurģijas palīdzību, izmantojot lodveida malšanu un sinterētus pulverus, tika izgatavots Cu-SiC kompozītmateriāls ar 5 un 10 % SiC saturu; Rasterelektronmikroskopija (SEM) un rentgenstaru enerģijas dispersijas analīze (EDAX) parādīja vienmērīgu SiC sadalījumu Cu iekšienē, savukārt sāls miglas testi apstiprināja paaugstinātu korozijas izturību salīdzinājumā ar iepriekšējo materiālu.

„Washington Mills“ piedāvā CARBOREX® silīcija karbīda graudus un pulveri, kuru izmērs, ķīmiskais sastāvs un forma ir precīzi pielāgota jūsu vajadzībām. Tie ir piemēroti lappēšanai un pulēšanai, kvarca zāģu asmeņu zāģēšanai, kā arī saistītu un pārklātu slīpēšanas materiālu, piemēram, smilšpapīra vai strūklas materiālu, pārklāšanai. Sazinieties ar mums jau tagad, lai uzzinātu vairāk vai pasūtītu mūsu melnās SIC produktu līnijas izstrādājumus!

Ķīmiskā izturība
Silīcija karbīds ir izcils keramiskais neoksīda materiāls, kam ir daudzveidīgi pielietojumi rūpniecībā. Silīcija karbīds jau sen ir pazīstams ar savu ārkārtējo cietību un jau sen tiek izmantots kā abrazīvs materiāls slīpēšanas diskiem un griešanas instrumentiem. Taču arī tādas citas īpašības kā temperatūras izturība, zems izplešanās koeficients, ķīmiskā inercija, izturība pret koroziju un nodilumizturība, padara to nenovērtējamu daudzās rūpniecības nozarēs — sākot no ugunsizturīgu krāsns apšuvumu ražošanas līdz nodilumizturīgām detaļām modernos dzinējos, piemēram, raķešu sprauslās vai gāzes turbīnu lāpstiņās.

Silīcija karbīdu ražo, augstā temperatūrā karsējot kvarca smiltis un oglekli (parasti naftas koksu) pretestības krāsnī, kā rezultātā atkarībā no esošajiem piemaisījumiem veidojas zaļi vai melni kristāli. Pēc atdzesēšanas un sablīvēšanas šos graudiņus var izmantot kā sablīvētu pulveri, ko vai nu apvieno ar metālisku silīcija dioksīdu, lai iegūtu blīvus, saķepinātus silīcija karbīda izstrādājumus, vai arī pārkristalizē, lai izgatavotu lielākus detaļas.

Silīcija karbīda pulvera blīvums un virsmas ķīmiskās īpašības spēlē būtisku lomu korozijas izturībā pret oksidējošām skābēm, piemēram, sēra, salpetra un sālsskābi. Tas ir saistīts ar to, ka SiO₂ slānis darbojas kā skābekļa barjera, kas novērš tiešu reakciju starp korozīvo vielu un substrāta virsmu. Atkarībā no korozīvās vielas ķīmiskā sastāva un reakcijas vides apstākļiem šī oksīda barjera var vai nu pilnībā erodēt, vai arī palikt neskarta un atjaunoties no gaisa avotiem, piemēram, atmosfēras.

Materiālu izturība pret koroziju ir atkarīga no to spējas pasivizēt korozijas iedarbību, veidojot oksīda slāni. Silīcijs un ogleklis, pateicoties elektronu pāru kopīgai izmantošanai sp3 hibrīdorbītās, spēj veidot spēcīgas kovalentās saites, kas padara materiālu izturīgu. Ugunsizturīgo un keramikas izstrādājumu ražošanā tiek izmantota silīcija karbīda pārklāšana ar aizsargājošām oksīda kārtām, lai uzlabotu korozijas izturību.

Pateicoties savai ķīmiskajai inercijai un citām īpašībām, silīcija karbīds ir piemērots metālu, piemēram, niķeļa, molibdēna un volframa, aizvietotājs slīpēšanas darbos, kur tā izturība un stabilitāte ir izšķiroša nozīme. Pateicoties savai izturībai un stabilitātei, silīcija karbīds ir arī neatņemama sastāvdaļa mūsdienu akmens griešanas iekārtās, piemēram, gredzenzāģos un virpās. Turklāt, pateicoties tā izcilajai stabilitātei, to izmanto ugunsizturīgās lietojumprogrammās, piemēram, vara kausēšanas krāsns apšuvumos, kausēšanas tvertņu apšuvumos, krāsns piederumu, piemēram, mēbeļu, vibrācijas akmeņu, muflu, cinka plākšņu un elektrokausu tīģeļu, izgatavošanai ar izdedžu/smilšu liešanu.