کاربید سیلیکون سیاه که با نام کاربید سیلیکون سیاه نیز شناخته می شود، نوعی ماده کاربید سیلیکون با ویژگی ها و کاربردهای زیر است:
خواص
- سختی بالا : سختی آن بین کوراندوم و الماس است، با سختی Mohs در حدود 9.5، پس از الماس دوم است. مقاومت در برابر سایش عالی دارد و می تواند شکل و تیزی خود را در حین استفاده حفظ کند 1 3 .
- مقاومت در برابر دمای بالا : می تواند پایداری خوبی را در دماهای بالا حفظ کند و نقطه ذوب و نقطه جوش بالایی دارد. برای استفاده در محیط های با دمای بالا مناسب است و می تواند در برابر فرسایش گازهای با دمای بالا و فلزات مذاب مقاومت کند.
- پایداری شیمیایی خوب : مقاومت بالایی در برابر اسیدها، قلیاها و سایر مواد شیمیایی دارد و به راحتی خورده نمی شود. این می تواند عملکرد و یکپارچگی خود را در محیط های شیمیایی خشن حفظ کند.
- هدایت حرارتی بالا : رسانایی حرارتی خوبی دارد و می تواند به سرعت گرما را منتقل کند، که به دفع گرما در کاربردهای با دمای بالا کمک می کند و از گرمای بیش از حد موضعی جلوگیری می کند 2 3 4 .
- ضریب انبساط حرارتی پایین : ضریب انبساط حرارتی کوچک است و تغییر حجم در هنگام تغییر دما کم است که می تواند ثبات ابعادی خوبی را حفظ کند و ایجاد ترک و تغییر شکل آسان نیست.
فرآیند تولید
عمدتا از مواد خام مانند ماسه کوارتز و کک نفتی از طریق ذوب در دمای بالا در کوره مقاومت الکتریکی ساخته می شود. فرآیند خاص به شرح زیر است 5 :
- آماده سازی مواد اولیه : ماسه کوارتز با خلوص بالا و کک نفتی را به عنوان مواد خام اصلی انتخاب کنید و پیش تصفیه هایی مانند خرد کردن و غربالگری را انجام دهید تا اطمینان حاصل شود که اندازه ذرات و خلوص مواد خام مطابق با الزامات است.
- اختلاط : شن و ماسه کوارتز پیش تصفیه شده و کک نفتی را به نسبت معینی مخلوط کنید و در صورت لزوم برای بهبود راندمان واکنش و کیفیت محصول، افزودنی های مناسب را اضافه کنید.
- ذوب در دمای بالا : مواد خام مخلوط شده را در یک کوره مقاومت الکتریکی قرار داده و آنها را تا دمای بالا حدود 2000 درجه سانتیگراد برای ذوب حرارت دهید. در محیط با دمای بالا، واکنش شیمیایی بین ماسه کوارتز و کک نفتی برای تولید کاربید سیلیکون رخ می دهد.
- پس از درمان : بلوک کاربید سیلیکون به دست آمده با خرد کردن، شستشوی اسید-باز، جداسازی مغناطیسی، غربالگری و سایر فرآیندها برای حذف ناخالصی ها و به دست آوردن محصولات کاربید سیلیکون سیاه با اندازه های مختلف ذرات پردازش می شود.
برنامه های کاربردی
- ابزارهای ساینده و سنگ زنی : به طور گسترده در ساخت ابزارهای ساینده مانند چرخ های سنگ زنی، کاغذ سنباده، تسمه های ساینده و بلوک های سنگ زنی استفاده می شود. می توان از آن برای سنگ زنی، پرداخت و برش مواد مختلف مانند فلزات، سرامیک، شیشه و سنگ استفاده کرد 1 2 4 .
- مواد نسوز : برای ساخت آجرهای نسوز، بوته‌ها، آسترهای کوره و سایر محصولات نسوز استفاده می‌شود که می‌تواند مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر سایش کوره را بهبود بخشد و عمر مفید کوره را افزایش دهد.
- میدان نیمه هادی : این یک ماده نیمه هادی مهم است و می تواند برای ساخت دستگاه های نیمه هادی پرقدرت، فرکانس بالا و دمای بالا مانند ترانزیستورها، دیودها و تریستورها استفاده شود. دارای خواص الکتریکی عالی است و می تواند عملکرد و قابلیت اطمینان دستگاه های نیمه هادی را بهبود بخشد.
- زمینه های هوافضا و نظامی : به دلیل سختی بالا، مقاومت در برابر دمای بالا و خواص مکانیکی خوب، در ساخت قطعات هوافضا مانند اجزای موتور هواپیما، پوست بال و پوسته موشک استفاده می شود. همچنین می توان از آن برای ساخت زره بدن و زره خودرو برای بهبود عملکرد محافظت استفاده کرد.
- صنایع شیمیایی : می توان از آن به عنوان یک حامل کاتالیزور یا ماده ای برای ساخت مخازن واکنش شیمیایی استفاده کرد که می تواند در برابر خوردگی مواد شیمیایی مقاومت کند و کارایی و ایمنی واکنش های شیمیایی را بهبود بخشد.