کاربرد کاربید سیلیکون SiC در سرامیک
کاربید سیلیکون SiC شامل کاربید سیلیکون سبز SiC و کاربید سیلیکون سیاه SiC است.
کاربید سیلیکون سیاه SiC
کاربرد کاربید سیلیکون (SiC) در حوزه سرامیک به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد آن متنوع شده است و عمدتاً موارد زیر را پوشش می‌دهد:
۱. ساخت مواد سازه‌ای
قطعات مقاوم در برابر سایش
سختی بالا (سختی موهس ۹.۲-۹.۵) و استحکام مکانیکی عالی سرامیک‌های کاربید سیلیکون SiC باعث می‌شود که آنها به طور گسترده در قطعات مقاوم در برابر سایش مانند حلقه‌های آب‌بندی، یاتاقان‌های کشویی و صفحات ضد گلوله مورد استفاده قرار گیرند که می‌توانند در شرایط کاری شدید در برابر اصطکاک و ضربه مقاومت کنند.
قطعات یاتاقان دمای بالا
در حوزه هوافضا، سرامیک‌های کاربید سیلیکون SiC برای ساخت پره‌های توربین گازی، قطعات انتهای داغ موتور و غیره استفاده می‌شوند. مقاومت دمایی بالای آن (نقطه ذوب ۲۷۰۰ درجه سانتیگراد) و مقاومت در برابر شوک حرارتی (ضریب انبساط حرارتی پایین) پایداری ساختاری را در دماهای شدید تضمین می‌کند.
۲. کاربردهای صنعتی در دمای بالا
پوشش کوره و مواد نسوز
سرامیک‌های کاربید سیلیکون، به عنوان ابزار کوره، آجرهای نسوز یا مواد پوشش، می‌توانند اتلاف گرما را در کوره‌های دمای بالا کاهش داده و عمر مفید آنها را افزایش دهند. آنها برای فرآیندهای دمای بالا مانند تف‌جوشی سرامیک و ذوب فلزات مناسب هستند.
المان‌های گرمایشی دمای بالا
تجهیزات گرمایش غیرمستقیم مورد استفاده برای ذوب فلزات غیرآهنی، مانند کوره‌های مخزن عمودی و آسترهای سلولی الکترولیتی آلومینیومی، رسانایی حرارتی بالا و مقاومت در برابر خوردگی آنها باعث بهبود راندمان انرژی می‌شود.
توسعه سرامیک‌های کاربردی
فناوری جداسازی غشای سرامیکی
غشاهای سرامیکی SiC به دلیل بی‌اثر بودن شیمیایی و مقاومت در برابر خوردگی، در سناریوهای صنعتی مانند جداسازی گاز در دمای بالا و فیلتراسیون سیال خورنده، مانند تصفیه محیط اسیدی و قلیایی قوی در صنایع شیمیایی، عملکرد خوبی دارند.
مواد الکترونیکی و انرژی
سرامیک‌های کاربید سیلیکون به عنوان حامل کاتالیزور یا زیرلایه‌های دستگاه نیمه‌هادی، عملکرد تجهیزات را بهبود می‌بخشند و مصرف انرژی را در دستگاه‌های قدرت، چسب‌های الکترود منفی باتری لیتیومی و سایر زمینه‌ها کاهش می‌دهند.
بهبود فناوری پردازش
سنگ‌زنی و صیقل‌کاری
ساینده‌های کاربید سیلیکون برای پرداخت سطح سرامیک با راندمان برش بالا استفاده می‌شوند که می‌توانند به سرعت عیوب مواد را برطرف کرده و به صیقل‌کاری با دقت بالا دست یابند و پرداخت نهایی محصول را بهبود بخشند.
بهینه‌سازی فرآیند تف‌جوشی
فناوری تف‌جوشی بدون فشار (S-SiC) قطعات سرامیکی با شکل پیچیده را از طریق تف‌جوشی فاز مایع یا جامد تهیه می‌کند که هم چگالی بالا و هم مقرون‌به‌صرفه است و برای تولید انبوه مناسب می‌باشد.
5. صرفه‌جویی در مصرف انرژی و حفاظت از محیط زیست
بهبود بهره‌وری انرژی
رسانایی حرارتی سرامیک‌های کاربید سیلیکون می‌تواند طراحی کوره را بهینه کند، اتلاف گرما را کاهش دهد و مصرف انرژی تولید را کاهش دهد.
جایگزینی مواد سازگار با محیط زیست
به عنوان یک پوشش اکسیدزدا یا مقاوم در برابر خوردگی، انتشار مواد مضر را در فرآیندهای شیمیایی کاهش می‌دهد و تولید سبز را ارتقا می‌دهد.
کاربرد سرامیک‌های کاربید سیلیکون از صنایع سنتی به حوزه‌های پیشرفته مانند انرژی‌های نو و نیمه‌رساناها در حال گسترش است. مزایای عملکرد و نوآوری‌های فرآیندی آن همچنان به تحول و ارتقاء صنعت سرامیک کمک می‌کند.