Uvođenje proizvoda i primjena crnog silicijevog karbida
Crni silicijev karbid(skraćeno crni silicijev karbid) je umjetni nemetalni materijal izrađen od kvarcnog pijeska i naftnog koksa kao glavnih sirovina, topljen na visokoj temperaturi u otpornoj peći. Ima crno-sivi ili tamnocrni izgled, izuzetno visoku tvrdoću, dobru toplinsku vodljivost i kemijsku stabilnost. Izvrsna je industrijska sirovina i široko se koristi u abrazivima, vatrostalnim materijalima, metalurgiji, keramici, elektronici i drugim područjima.
Ⅰ. Karakteristike performansi crnog silicijevog karbida
Mohsova tvrdoćacrni silicijev karbidje visok i do 9,2, odmah iza dijamanta i kubnog borovog nitrida, te ima izuzetno jaku otpornost na habanje i udarce. Njegova točka taljenja 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 vodljivost i nizak koeficijent toplinskog širenja, a i dalje pokazuje izvrsnu stabilnost na toplinski šok u uvjetima visoke temperature i visokog tlaka.
Što se tiče kemijskih svojstava, crni silicijev karbid ima dobru otpornost na koroziju kiselina i lužina te je posebno pogodan za industrijsku upotrebu u teškim uvjetima. Njegova visoka vodljivost čini ga i alternativnim materijalom za određene električne grijaće materijale i poluvodička područja.
Ⅱ. Glavni oblici i specifikacije proizvoda
Crni silicijev karbid može se izraditi u različitim oblicima prema različitim veličinama čestica i namjeni:
Blokovski materijal: veliki kristali nakon taljenja, 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, keramičko sinteriranje itd.;
Nano-mikro prah: koristi se za vrhunsku elektroničku keramiku, toplinski vodljive kompozitne materijale itd.
Veličina čestica kreće se od F16 do F1200, a veličina čestica mikro praha može doseći nanometarsku razinu, što se može prilagoditi tehničkim zahtjevima različitih područja primjene.
Ⅲ. Glavna područja primjene crnog silicijevog karbida
1. Abrazivi i alati za brušenje
Abrazivi su najtradicionalnija i najčešće korištena područja primjene crnog silicijevog karbida. Koristeći svoju visoku tvrdoću i svojstva samooštrenja, crni silicijev karbid može se koristiti za proizvodnju raznih abrazivnih proizvoda, kao što su brusni kotači, rezni diskovi, brusni papir, brusne glave, brusne paste itd., koji su prikladni za brušenje i obradu materijala poput lijevanog željeza, čelika, obojenih metala, keramike, stakla, kvarca i cementnih proizvoda.
Njegove prednosti su velika brzina brušenja, nije lako začepiti i visoka učinkovitost obrade. Široko se koristi u obradi metala, proizvodnji strojeva, uređenju zgrada i drugim industrijama.
2. Vatrostalni materijali
Zbog svoje stabilnosti na visoke temperature i otpornosti na koroziju, crni silicijev karbid se široko koristi u području vatrostalnih materijala otpornih na visoke temperature. Može se prerađivati u silicijeve karbidne opeke, obloge peći, lončiće, zaštitne cijevi termoelementa, alate za peći, mlaznice, sapnice 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, silicijev karbidni materijali imaju dobra antioksidativna svojstva u oksidirajućim atmosferama visokih temperatura i prikladni su za upotrebu u ključnim dijelovima visokih peći, vrućih visokih peći i druge opreme.
3. Metalurška industrija
U metalurškim procesima poput proizvodnje čelika i lijevanja, crni silicijev karbid može se koristiti kao deoksidans, sredstvo za zagrijavanje i rekarburizator. Zbog visokog sadržaja ugljika i brzog oslobađanja topline, može učinkovito poboljšati učinkovitost taljenja i poboljšati kvalitetu rastaljenog čelika. Istovremeno, može smanjiti i sadržaj nečistoća u procesu taljenja i igrati ulogu u pročišćavanju rastaljenog čelika.
Neke čeličane također dodaju određeni udio silicijevog karbida kako bi prilagodile sastav pri taljenju lijevanog i nodularnog željeza, uštedjele troškove i poboljšale performanse odljevaka.
4. Keramika i elektronički materijali
Crni silicijev karbid također je važna sirovina za funkcionalnu keramiku. Može se koristiti za pripremu strukturne keramike, keramike otporne na habanje, toplinski vodljive keramike itd., te ima široke mogućnosti u područjima elektronike, kemijske industrije, strojeva itd. Ima izvrsnu toplinsku vodljivost, s toplinskom vodljivošću do 120 W/m·K, te se često koristi u toplinski vodljivim materijalima za odvođenje topline, materijalima za toplinsko sučelje i komponentama za odvođenje topline LED dioda.
Osim toga, silicijev karbid postupno je ušao u područje energetskih poluvodiča i postao osnovni materijal za visokotemperaturne i visokonaponske uređaje. Iako je čistoća crnog silicijevog karbida nešto niža od čistoće zelenog silicijevog karbida, koristi se i u nekim srednjenaponskim i niskonaponskim elektroničkim proizvodima.
5. Fotonaponske i nove energetske industrije
Crni silicijev karbidni prah se široko koristi u rezanju silicijskih pločica u fotonaponskoj industriji. Kao abraziv u procesu rezanja dijamantnom žicom, ima prednosti visoke tvrdoće, čvrstoćerezanjesila, mali gubici i glatka površina rezanja, što pomaže u poboljšanju učinkovitosti rezanja i prinosa silicijevih pločica te smanjenju stope gubitka pločica i troškova proizvodnje.
S kontinuiranim razvojem novih energetskih i materijalnih tehnologija, silicijev karbid se također razvija za nova područja kao što su aditivi za negativne elektrode litijevih baterija i keramički membranski nosači.
Ⅳ. Sažetak i izgledi
Crni silicijev karbid igra nezamjenjivu ulogu u mnogim industrijskim područjima sa svojim izvrsnim mehaničkim, toplinskim i kemijskim svojstvima. Kontinuiranim napretkom proizvodne tehnologije, kontrolom veličine čestica proizvoda, poboljšanjem čistoće i kontinuiranim širenjem područja primjene, crni silicijev karbid razvija se prema visokim performansama i preciznosti.
U budućnosti, s brzim porastom industrija poput nove energije, elektroničke keramike, vrhunskemljevenje i inteligentne proizvodnje, crni silicijev karbid igrat će sve važniju ulogu u području vrhunske proizvodnje i postati ključna komponenta naprednog sustava tehnologije materijala.