تطبيق كربيد السيليكون SiC في السيراميك
يتضمن كربيد السيليكون SiC كربيد السيليكون الأخضر SiC وكربيد السيليكون الأسود SiC.
كربيد السيليكون الأسود SiC
تنوعت تطبيقات كربيد السيليكون (SiC) في مجال السيراميك بسبب خصائصه الفيزيائية والكيميائية الفريدة، والتي تغطي بشكل أساسي الاتجاهات التالية:
1. تصنيع المواد الهيكلية
الأجزاء المقاومة للتآكل
إن الصلابة العالية (صلابة موس 9.2-9.5) والقوة الميكانيكية الممتازة لسيراميك كربيد السيليكون SiC تجعله يستخدم على نطاق واسع في الأجزاء المقاومة للتآكل مثل حلقات الختم والمحامل المنزلقة والألواح المضادة للرصاص، والتي يمكنها تحمل الاحتكاك والصدمات في ظل ظروف العمل القاسية.
أجزاء تحمل درجات الحرارة العالية
في مجال الفضاء الجوي، تُستخدم سيراميك كربيد السيليكون SiC لتصنيع شفرات التوربينات الغازية وأجزاء الطرف الساخن للمحرك وما إلى ذلك. تضمن مقاومته لدرجات الحرارة العالية (نقطة الانصهار 2700 درجة مئوية) ومقاومته للصدمات الحرارية (معامل التمدد الحراري المنخفض) الاستقرار الهيكلي في ظل درجات الحرارة القصوى.
٢. التطبيقات الصناعية عالية الحرارة:
بطانة الفرن والمواد المقاومة للحرارة.
يمكن لسيراميك كربيد السيليكون، كأدوات الفرن أو الطوب الحراري أو مواد الطلاء، أن يقلل من فقدان الحرارة في الأفران عالية الحرارة ويطيل عمرها الافتراضي. وهي مناسبة للعمليات عالية الحرارة مثل تلبيد السيراميك وصهر المعادن.
عناصر التسخين عالية الحرارة
: تُستخدم معدات التسخين غير المباشرة لصهر المعادن غير الحديدية، مثل أفران الخزانات الرأسية وبطانات الخلايا الإلكتروليتية المصنوعة من الألومنيوم، حيث تعمل موصليتها الحرارية العالية ومقاومتها للتآكل على تحسين كفاءة الطاقة.
٣. تطوير السيراميك الوظيفي
: تقنية فصل الأغشية الخزفية:
تتميز أغشية سيراميك SiC بخمولها الكيميائي ومقاومتها للتآكل، مما يجعلها مثالية في السيناريوهات الصناعية مثل فصل الغازات عالية الحرارة وترشيح السوائل المسببة للتآكل، مثل معالجة الوسائط الحمضية والقلوية القوية في الصناعة الكيميائية.
المواد الإلكترونية ومواد الطاقة
: تعمل سيراميكات كربيد السيليكون، كحاملات محفزات أو ركائز لأجهزة أشباه الموصلات، على تحسين أداء المعدات وتقليل استهلاك الطاقة في أجهزة الطاقة، ومثبتات الأقطاب السالبة لبطاريات الليثيوم، وغيرها من المجالات.
4. تحسين تقنية المعالجة:
الطحن والتلميع.
تُستخدم مواد كاشطة كربيد السيليكون لتشطيب الأسطح الخزفية بكفاءة قطع عالية، مما يُزيل عيوب المواد بسرعة ويحقق تلميعًا عالي الدقة، مما يُحسّن من تشطيب المنتج.
تحسين عملية التلبيد:
تُحضّر تقنية التلبيد بدون ضغط (S-SiC) قطعًا سيراميكية معقدة الأشكال من خلال التلبيد في الطور السائل أو الصلب، وهي عالية الكثافة وفعّالة من حيث التكلفة ومناسبة للإنتاج الضخم.
5. توفير الطاقة وحماية البيئة:
تحسين كفاءة الطاقة:
يُمكن للتوصيل الحراري لسيراميك كربيد السيليكون تحسين تصميم الفرن وتقليل فقدان الحرارة وتقليل استهلاك الطاقة في الإنتاج.
استبدال المواد الصديقة للبيئة:
كطبقة مزيلة للأكسدة أو مقاومة للتآكل، فإنه يقلل من انبعاث المواد الضارة في العمليات الكيميائية ويعزز التصنيع الأخضر.
يتوسع استخدام سيراميك كربيد السيليكون من الصناعات التقليدية إلى مجالات عالية التقنية مثل الطاقة الجديدة وأشباه الموصلات. تواصل مزايا أدائه وابتكاراته في العمليات تعزيز التحول والارتقاء بصناعة السيراميك.