жашыл кремний карбид микропорошок уникалдуу касиеттерин жана колдонуу келечегин ачуу
Бүгүнкү жогорку технологиялуу материалдар тармагында, жашыл кремний карбид микропорошок акырындык менен уникалдуу физикалык жана химиялык касиеттери менен материал таануу коомчулуктун көңүл чордонунда болуп жатат. Көмүртек жана кремний элементтеринен турган бул кошулма өзгөчө кристалл түзүлүшү жана эң сонун иштеши үчүн көптөгөн өнөр жай тармактарында кеңири колдонуу келечегин көрсөттү. Бул макалада жашыл кремний карбидинин микропорошоктун уникалдуу касиеттери жана анын ар кандай тармактарда колдонуу потенциалы терең изилденет.
1. Жашыл кремний карбидинин микропорошокунун негизги мүнөздөмөлөрү
Жашыл кремний карбиди (SiC) синтетикалык өтө катуу материал жана коваленттик байланыш кошулмасына кирет. Анын кристалл түзүлүшү алмаз сымал жайгашуусу менен алты бурчтуу системаны көрсөтөт. Жашыл кремний карбидинин микропорошоку, адатта, бөлүкчөлөрдүн өлчөмү диапазону 0,1-100 микрон болгон порошок азыктарына тиешелүү жана анын түсү ар кандай тазалык жана ыпластыктын мазмунуна байланыштуу ачык жашылдан кочкул жашылга чейин ар кандай тондорду көрсөтөт.
Микроскопиялык түзүлүштөн, жашыл кремний карбидинин кристалындагы ар бир кремний атому төрт көмүртек атому менен тетраэдрдик координацияны түзөт. Бул күчтүү коваленттик байланыш түзүмү материалга өтө жогорку катуулук жана химиялык туруктуулукту берет. Белгилей кетсек, жашыл кремний карбидинин Mohs катуулугу 9,2-9,3 ге жетет, алмаздан жана куб бор нитридинен кийинки экинчи орунда турат, бул аны абразивдер тармагында алмаштырылгыс кылат.
2. жашыл кремний карбид микропорошок уникалдуу касиеттери
1. Мыкты механикалык касиеттери
жашыл кремний карбид микропорошок абдан көрүнүктүү өзгөчөлүгү анын өтө жогорку катуулугу болуп саналат. Анын Vickers катуулугу 2800-3300кг/мм² жетиши мүмкүн, бул катуу материалдарды иштетүүдө аны жакшы аткарат. Ошол эле учурда, жашыл кремний карбиди да жакшы кысуу күчкө ээ жана дагы эле жогорку температурада жогорку механикалык күчүн сактап кала алат. Бул өзгөчөлүк аны экстремалдык шарттарда колдонууга мүмкүндүк берет.
2. Мыкты жылуулук касиеттери
жашыл кремний карбидинин жылуулук өткөрүмдүүлүк 120-200W / (м · К), бул жөнөкөй болоттон 3-5 эсе жогору. Бул мыкты жылуулук өткөрүмдүүлүк аны идеалдуу жылуулук таркатуучу материал кылат. Андан да таң калыштуусу, жашыл кремний карбидинин жылуулук кеңейүү коэффициенти болгону 4,0×10⁻⁶/℃, башкача айтканда, ал температура өзгөргөндө эң сонун өлчөмдүү туруктуулукка ээ жана термикалык кеңейүү жана жыйрылышынан улам ачык деформацияларды жаратпайт.
3. Эң сонун химиялык туруктуулук
Химиялык касиеттери боюнча, жашыл кремний карбиди өтө күчтүү инерттүүлүгүн көрсөтөт. Ал көпчүлүк кислоталардын, щелочтордун жана туз эритмелеринин коррозиясына туруштук бере алат жана жогорку температурада да туруктуу бойдон кала алат. Эксперименттер жашыл кремний карбиди дагы эле 1000 ℃ төмөн кычкылдануучу чөйрөдө жакшы туруктуулукту сактай аларын көрсөтүп турат, бул аны коррозиялуу чөйрөдө узак мөөнөттүү колдонууга мүмкүнчүлүк берет.
4. Өзгөчө электрдик касиеттери
Жашыл кремний карбиди – кең тилкелүү жарым өткөргүч материал. Бул өзгөчөлүк ага жогорку чыңалууларга жана температураларга туруштук берүүгө мүмкүндүк берет жана электр энергиясы тармагында уникалдуу артыкчылыктарга ээ. Мындан тышкары, жашыл кремний карбиди да жогорку жыштыктагы түзүлүштөрдү иштеп чыгууга мүмкүндүк берет жогорку электрон кыймылдуулугуна ээ.
3. жашыл кремний карбид микропорошок даярдоо жараяны
жашыл кремний карбид micropowder даярдоо негизинен Acheson жараянын кабыл алат. Бул ыкма кварц кумун жана мунай коксун белгилүү бир пропорцияда аралаштырып, реакция үчүн каршылык мешинде 2000-2500 ℃ чейин ысытат. Реакциянын натыйжасында пайда болгон блоктуу жашыл кремний карбиди майдалоо, сорттоо жана ар кандай өлчөмдөгү микропорошок продуктуларын алуу үчүн майдалоо сыяктуу процесстерден өтөт.
Акыркы жылдары, технологиянын өнүгүшү менен, кээ бир жаңы даярдоо ыкмалары пайда болду. Химиялык буу катмары (CVD) жогорку тазалыктагы нано масштабдуу жашыл кремний карбид порошок даярдай алат; sol-gel ыкмасы так порошок бөлүкчөлөрдүн өлчөмүн жана морфологиясын көзөмөлдөй алат; плазма ыкмасы үзгүлтүксүз өндүрүшкө жетишүү жана өндүрүштүн натыйжалуулугун жогорулатуу. Бул жаңы процесстер жашыл кремний карбидинин микропорошокунун иштөөсүн оптималдаштыруу жана колдонууну кеңейтүү үчүн көбүрөөк мүмкүнчүлүктөрдү берет.
4. Жашыл кремний карбид микропорошоктун негизги колдонуу аймактары
1. Тактык майдалоо жана жылмалоо
Өтө катуу абразив катары жашыл кремний карбиди микропорошок цементтелген карбид, керамика, айнек жана башка материалдарды так иштетүүдө кеңири колдонулат. Жарым өткөргүч өнөр жайында кремний пластинкаларын жылтыратуу үчүн жогорку тазалыктагы жашыл кремний карбид порошок колдонулат жана анын кесүү көрсөткүчтөрү салттуу глиноземди абразивдерге караганда жакшыраак. Оптикалык компоненттерди кайра иштетүү тармагында, жашыл кремний карбид порошок нано-масштабдуу бетинин оройлугун жетишүү жана жогорку тактыктагы оптикалык компоненттерин иштетүү талаптарына жооп бере алат.
2. Алдынкы керамикалык материалдар
Жашыл кремний карбиди порошок жогорку натыйжалуу керамика даярдоо үчүн маанилүү сырьё болуп саналат. Мыкты механикалык касиеттери жана термикалык туруктуулугу бар структуралык керамика ысык пресстөө же реакция агломерациялоо процесстери аркылуу жасалышы мүмкүн. Керамикалык материалдын бул түрү механикалык пломбалар, подшипниктер жана насадкалар сыяктуу негизги компоненттерде, айрыкча, жогорку температура жана коррозия сыяктуу катаал жумуш шарттарында кеңири колдонулат.
3. Электроника жана жарым өткөргүч приборлор
Электроника тармагында жашыл кремний карбиди порошок кеңири тилкелүү жарым өткөргүч материалдарды даярдоо үчүн колдонулат. жашыл кремний карбид негизинде Power түзмөктөр жогорку жыштыктагы, жогорку чыңалуудагы жана жогорку температурада иштөө өзгөчөлүктөрүнө ээ жана жаңы энергетикалык транспорт каражаттарында, акылдуу тармактарда жана башка тармактарда чоң мүмкүнчүлүктөрдү көрсөтөт. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, жашыл кремний карбидинин электр аппараттары салттуу кремнийге негизделген түзүлүштөр менен салыштырганда энергиянын жоготууларын 50% га азайта алат.
4. Композиттик арматура
Металл же полимердик матрицага бекемдөө фазасы катары жашыл кремний карбид порошокун кошуу композиттик материалдын бекемдигин, катуулугун жана эскирүүгө туруктуулугун бир топ жакшыртат. Аэрокосмос тармагында алюминий негизиндеги кремний карбид композиттери жеңил жана жогорку күч структуралык бөлүктөрүн өндүрүү үчүн колдонулат; автомобиль өнөр жайында, кремний карбид менен бекемделген тормоздук колодкалары мыкты жогорку температура каршылык көрсөтөт.
5. Отко чыдамдуу материалдар жана жабуулар
Жашыл кремний карбидинин жогорку температурадагы туруктуулугун колдонуу менен жогорку натыйжалуу отко чыдамдуу материалдарды даярдоого болот. Болот эритүүчү өнөр жайда кремний карбиди отко чыдамдуу кирпич домна мештери жана конвертер сыяктуу жогорку температурадагы жабдууларда кеңири колдонулат. Мындан тышкары, кремний карбид жабуулары негизги материал үчүн мыкты эскирүү жана коррозиядан коргоону камсыз кыла алат, жана химиялык жабдуулар, турбиналык бычак жана башка тармактарда колдонулат.