Uvođenje proizvoda i primjena crnog silicijum karbida
Crni silicijum karbid(skraćeno crni silicijum karbid) je vještački nemetalni materijal napravljen od kvarcnog pijeska i naftnog koksa kao glavnih sirovina, koji se topi na visokoj temperaturi u otpornoj peći. Ima crno-sivi ili tamnocrni izgled, izuzetno visoku tvrdoću, dobru toplotnu provodljivost i hemijsku stabilnost. Odlična je industrijska sirovina i široko se koristi u abrazivima, vatrostalnim materijalima, metalurgiji, keramici, elektronici i drugim oblastima.
Ⅰ. Karakteristike performansi crnog silicijum karbida
Mohsova tvrdoćacrni silicijum karbidje visok i do 9,2, odmah iza dijamanta i kubnog boron nitrida, te ima izuzetno jaku otpornost na habanje i udarce. Njegova tačka topljenja je oko 2700°C, a može održati strukturnu stabilnost u okruženjima s visokim temperaturama i nije lako razgraditi se ili deformirati. Osim toga, ima dobru toplinsku provodljivost i nizak koeficijent toplinskog širenja, a i dalje pokazuje odličnu stabilnost na toplinski šok pod uvjetima visoke temperature i visokog pritiska.
Što se tiče hemijskih svojstava, crni silicijum karbid ima dobru otpornost na koroziju, djelovanje kiselina i alkalija, te je posebno pogodan za industrijsku upotrebu u teškim okruženjima. Njegova visoka provodljivost ga čini i alternativnim materijalom za određene električne grijaće materijale i poluprovodnička polja.
Ⅱ. Glavni oblici i specifikacije proizvoda
Crni silicijum karbid može se proizvoditi u različitim oblicima prema različitim veličinama čestica i upotrebi:
Blokovski materijal: veliki kristali nakon topljenja, često se koriste za ponovnu preradu ili kao metalurški aditivi;
Granulirani pijesak (F pijesak/P pijesak): koristi se za izradu brusnih ploča, abraziva za pjeskarenje, brusnog papira itd.;
Mikro prah (W, D serija): koristi se za ultraprecizno brušenje, poliranje, sinterovanje keramike itd.;
Nano-mikro prah: koristi se za vrhunsku elektroničku keramiku, toplinski provodljive kompozitne materijale itd.
Veličina čestica kreće se od F16 do F1200, a veličina čestica mikro praha može doseći nanometarski nivo, što se može prilagoditi tehničkim zahtjevima različitih područja primjene.
Ⅲ. Glavna područja primjene crnog silicijum karbida
1. Abrazivni i brusni alati
Abrazivi su najtradicionalnija i najčešće korištena područja primjene crnog silicijum karbida. Koristeći svoju visoku tvrdoću i svojstva samooštrenja, crni silicijum karbid može se koristiti za proizvodnju raznih abrazivnih proizvoda, kao što su brusni točak, rezni diskovi, brusni papir, brusne glave, brusne paste itd., koji su pogodni za brušenje i obradu materijala kao što su liveno gvožđe, čelik, obojeni metali, keramika, staklo, kvarc i cementni proizvodi.
Njegove prednosti su velika brzina brušenja, nije lako začepiti i visoka efikasnost obrade. Široko se koristi u obradi metala, proizvodnji mašina, dekoraciji zgrada i drugim industrijama.
2. Vatrostalni materijali
Zbog svoje stabilnosti na visokim temperaturama i otpornosti na koroziju, crni silicijum karbid se široko koristi u oblasti vatrostalnih materijala otpornih na visoke temperature. Može se prerađivati u silicijum karbidne opeke, obloge peći, lončiće, zaštitne cijevi termoelementa, alate za peći, mlaznice, cigle sapnica itd., te se široko koristi u industrijama s visokim temperaturama kao što su metalurgija, obojeni metali, električna energija, staklo, cement itd., kako bi se produžio vijek trajanja opreme i poboljšala sigurnost rada.
Osim toga, silicijum-karbidni materijali imaju dobra antioksidativna svojstva u oksidirajućim atmosferama visokih temperatura i pogodni su za upotrebu u ključnim dijelovima visokih peći i druge opreme.
3. Metalurška industrija
U metalurškim procesima kao što su proizvodnja čelika i livenje, crni silicijum karbid može se koristiti kao deoksidans, sredstvo za zagrijavanje i rekarburizator. Zbog visokog sadržaja ugljika i brzog oslobađanja topline, može efikasno poboljšati efikasnost topljenja i poboljšati kvalitet rastopljenog čelika. Istovremeno, može smanjiti i sadržaj nečistoća u procesu topljenja i igrati ulogu u prečišćavanju rastopljenog čelika.
Neke čeličane također dodaju određeni udio silicijum karbida kako bi prilagodile sastav pri topljenju lijevanog željeza i nodularnog lijeva, s ciljem uštede troškova i poboljšanja performansi odljevaka.
4. Keramika i elektronički materijali
Crni silicijum karbid je također važna sirovina za funkcionalnu keramiku. Može se koristiti za pripremu strukturne keramike, keramike otporne na habanje, toplotno provodljive keramike itd., te ima široke perspektive u oblastima elektronike, hemijske industrije, mašina itd. Ima odličnu toplotnu provodljivost, sa toplotnom provodljivošću do 120 W/m·K, i često se koristi u toplotno provodljivim materijalima za odvođenje toplote, materijalima za termički interfejs i komponentama za odvođenje toplote LED dioda.
Osim toga, silicijum karbid je postepeno ušao u područje energetskih poluprovodnika i postao osnovni materijal za visokotemperaturne i visokonaponske uređaje. Iako je čistoća crnog silicijum karbida nešto niža od čistoće zelenog silicijum karbida, koristi se i u nekim srednjenaponskim i niskonaponskim elektronskim proizvodima.
5. Fotovoltaične i nove energetske industrije
Crni silicijum karbidni prah se široko koristi u rezanju silicijumskih pločica u fotonaponskoj industriji. Kao abraziv u procesu rezanja dijamantskom žicom, ima prednosti visoke tvrdoće, čvrstoće...rezanjesila, mali gubici i glatka površina rezanja, što pomaže u poboljšanju efikasnosti rezanja i prinosa silicijumskih pločica te smanjenju stope gubitka pločice i troškova proizvodnje.
S kontinuiranim razvojem novih energetskih i materijalnih tehnologija, silicijum karbid se također razvija za nova područja kao što su aditivi za negativne elektrode litijumskih baterija i keramički membranski nosači.
Ⅳ. Sažetak i izgledi
Crni silicijum karbid igra nezamjenjivu ulogu u mnogim industrijskim oblastima sa svojim odličnim mehaničkim, termičkim i hemijskim svojstvima. Kontinuiranim napretkom proizvodne tehnologije, kontrolom veličine čestica proizvoda, poboljšanjem čistoće i kontinuiranim širenjem oblasti primjene, crni silicijum karbid se razvija ka visokim performansama i preciznosti.
U budućnosti, s brzim porastom industrija kao što su nova energija, elektronska keramika, vrhunskimljevenje i inteligentne proizvodnje, crni silicijum karbid će igrati sve važniju ulogu u oblasti vrhunske proizvodnje i postati ključna komponenta naprednog sistema tehnologije materijala.