سیلیکون کاربید سرامیک چگونه کاربرد دارد و آینده آن در مقاومت در برابر سایش و دمای بالا چیست؟

سرامیک کاربید سیلیکون (SiC).که به دلیل استحکام، سختی، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی و پایداری در دمای بالا شناخته شده است، از زمان معرفی خود پتانسیل و ارزش بسیار زیادی را در بسیاری از بخش‌های صنعتی نشان داده‌اند. به ویژه در صنعت سرامیک و لعاب، استفاده از کاربید سیلیکون به طور قابل توجهی عملکرد و کیفیت محصول را افزایش داده است و به نوبه خود باعث پیشرفت تکنولوژی در کل بخش می شود.

ویژگی های کلیدی چیست؟سرامیک سیلیکون کاربید?

سرامیک سیلیکون کاربیدبه دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی قابل توجهی که دارند، به یک انتخاب حیاتی در مواد با تکنولوژی پیشرفته مدرن تبدیل شده اند. ویژگی های کلیدی عبارتند از:

سختی بالا و مقاومت در برابر سایش: با نزدیک شدن سطوح سختی به الماس، SiC مقاومت سایشی عالی در سناریوهای سایشی مکانیکی از خود نشان می‌دهد.

پایداری در دمای بالا: کاربید سیلیکون می تواند پایداری را در محیط هایی تا 1600 درجه سانتیگراد حفظ کند و برای کاربردهای با دمای بالا ایده آل است.

پایداری شیمیایی: SiC مقاومت قابل توجهی در برابر محیط های شیمیایی مختلف نشان می دهد و قابلیت اطمینان را در محیط های سخت تضمین می کند.

هدایت حرارتی عالی: این خاصیت باعث می شودسرامیک SiCبه طور گسترده در زمینه های اتلاف گرما و مدیریت حرارتی قابل استفاده است.

کاربید سیلیکون به عنوان یک ماده سرامیکی ساختاری مهم، به دلیل استحکام مکانیکی فوق‌العاده در دمای بالا، سختی بالا، مدول الاستیسیته بالا، مقاومت در برابر سایش عالی، هدایت حرارتی بالا و مقاومت در برابر خوردگی، کاربردهایی فراتر از بخش‌های صنعتی سنتی مانند کوره‌های با دمای بالا پیدا می‌کند. قطعات، نازل های احتراق، مبدل های حرارتی و حلقه های آب بندی. همچنین به عنوان زره ضد گلوله، بازتابنده فضایی، وسایل آماده سازی ویفر نیمه هادی و مواد روکش سوخت هسته ای عمل می کند. خواص برتر کاربید سیلیکون از ساختار کریستالی آن و ماهیت بسیار کووالانسی پیوند Si-C (~88٪) نشات می گیرد. با این حال، پیوند کووالانسی قوی و ضریب انتشار پایین آن، زینتر شدن را حتی در دماهای بالا دشوار می کند. بنابراین، تحقیقات گسترده در مورد مکانیسم‌های تف جوشی، مواد افزودنی، روش‌ها و فرآیندهای چگالش کاربید سیلیکون منجر به توسعه تکنیک‌های مختلف تف جوشی، مانند زینترینگ واکنشی، تف جوشی بدون فشار، تف جوشی مجدد، پرس گرم، پرس ایزواستاتیک گرم و روش‌های جدیدتر شده است. در طول دو دهه گذشته از جمله تف جوشی پلاسمای جرقه ای، تف جوشی فلاش، و تف جوشی فشار نوسانی.

چگونه استسیلیکون کاربید سرامیکدر زمینه های با دمای بالا اعمال می شود؟

سرامیک های کاربید سیلیکون را می توان به عنوان مواد کوره با دمای بالا مانند تیرهای SiC و لوله های خنک کننده استفاده کرد. به دلیل استحکام استثنایی در دمای بالا و مقاومت در برابر شوک حرارتی، آنها مواد بسیار مهمی برای اجزای موشک، هواپیما، موتور خودرو و توربین‌های گازی هستند که عمدتاً به عنوان قطعات ماشین حرارتی ساکن عمل می‌کنند. در صنایعی مانند سرامیک های روز پیشرفته، لوازم بهداشتی، سرامیک های برق فشار قوی و شیشه،سرامیک SiCمعمولاً به عنوان مواد کوره با دمای بالا برای کوره های غلتکی، کوره های تونلی و کوره های شاتل انتخاب می شوند. 

علاوه بر این، مقاومت فوق‌العاده در دمای بالا، مقاومت در برابر خزش در دمای بالا و مقاومت در برابر شوک حرارتی سرامیک‌های SiC، آنها را به مواد اولیه برای قطعات ماشین‌های حرارتی در موشک‌ها، هواپیماها، موتورهای خودرو و توربین‌های گاز تبدیل می‌کند. به عنوان مثال، توربین گاز سرامیکی خودرو AGT100 که توسط جنرال موتورز ساخته شده است، از سرامیک SiC برای اجزای با دمای بالا مانند حلقه های محفظه احتراق، سیلندرهای محفظه احتراق، پره های راهنما و روتورهای توربین استفاده می کند. هر چندسرامیک SiCچقرمگی ضعیفی از خود نشان می‌دهند، استفاده از آن‌ها را به قطعات ماشین‌های حرارتی ساکن در موتورها یا توربین‌های گاز محدود می‌کنند، آنها کاربردهای گسترده‌ای در صنایع حرارتی با دمای بالا به عنوان عناصر گرمایشی، پوشش‌های کوره‌ها و درب‌های کوره ارائه می‌دهند و عملکرد تجهیزات در دمای بالا و پایداری طولانی‌مدت را افزایش می‌دهند. .

در زمینه انرژی های جدید، سرامیک های SiC به عنوان مواد با دمای بالا، انتظار می رود که نقش مهمی در بهبود کارایی و قابلیت اطمینان سیستم ایفا کنند. در اجزای موتور با دمای بالا،سرامیک SiCمی تواند جایگزین مواد فلزی سنتی، افزایش کارایی موتور، کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و دستیابی به طرح های سبک وزن شود. در هوافضا، اجزای موتور سرامیکی SiC پتانسیل را برای بهبود دمای کارکرد موتور، کاهش وزن، عمر مفید طولانی‌تر و پیشرفت فناوری موتور ارائه می‌دهند. در اجزای فضاپیما، پایداری در دمای بالا و مقاومت در برابر تشعشع سرامیک‌های SiC باعث افزایش قابلیت اطمینان و طول عمر دستگاه‌های اکتشاف فضایی می‌شود.

در صنعت خودرو، سرامیک‌های SiC می‌توانند جایگزین مواد فلزی سنتی در اجزای موتور با دمای بالا، بهبود راندمان موتور، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و دستیابی به طرح‌های سبک وزن شوند. برای سیستم های ترمز خودرو با کارایی بالا، استفاده ازسرامیک SiCدیسک های ترمز عملکرد بهتر ترمز، اثرات ترمز پایدارتر و عمر طولانی تر را نوید می دهند.

چگونه استسیلیکون کاربید سرامیکدر زمینه های مقاومت در برابر سایش اعمال می شود؟

سختی بالا و ضریب اصطکاک کم SiC به آن مقاومت سایش عالی می بخشد و آن را به ویژه برای شرایط مختلف سایش لغزشی و اصطکاک مناسب می کند. SiC را می توان به اشکال مختلف با دقت ابعادی بالا و صافی سطح درآورد، به عنوان مهر و موم مکانیکی در بسیاری از محیط های سخت عمل می کند، دارای سفتی هوا و عمر طولانی است. بعلاوه، استفاده از کربن به عنوان کمک تف جوشی در SiC متخلخل بدون فشار حالت جامد، روانکاری ماده را افزایش می دهد و طول عمر آن را افزایش می دهد.

در صنعت معدن و متالورژی،سرامیک SiCمی تواند در سنگ شکن های سنگ معدن، تجهیزات نوار نقاله، دستگاه های غربالگری، کاهش سایش و فرکانس نگهداری و در عین حال افزایش راندمان تولید استفاده شود. در تولید، سرامیک های SiC به عنوان مواد ابزار برش در ماشین های ابزار و ابزارهای برش می توانند به طور قابل توجهی دقت ماشینکاری و عمر ابزار را بهبود بخشند و هزینه های تولید را کاهش دهند. در تجهیزات صنایع شیمیایی، سرامیک های SiC برای پمپ ها، شیرها و خطوط لوله مناسب هستند، در برابر خوردگی و سایش مقاومت می کنند و عملکرد پایدار طولانی مدت تجهیزات را تضمین می کنند. در بخش انرژی، مانند باد و برق آبی، مقاومت در برابر سایش سرامیک‌های SiC آنها را برای اجزای دنده در توربین‌های بادی و قطعات توربین در نیروگاه‌های برق آبی مناسب می‌سازد، که قادر به مقاومت در برابر اصطکاک و ضربه با شدت بالا و افزایش عمر مفید هستند. در استخراج نفت و گاز،سرامیک SiCمی تواند در مته ها و بدنه پمپ ها استفاده شود، مقاومت در برابر سایش را افزایش داده و قابلیت اطمینان را در محیط های با سایش بالا تضمین می کند.

با افزایش تقاضا برای سرامیک های SiC و نوآوری های تکنولوژیکی، آینده ازسرامیک SiCs شاهد بهبود راندمان تولید و کاهش هزینه ها از طریق توسعه فناوری های پیشرفته تف جوشی و چاپ سه بعدی خواهد بود و کاربرد گسترده آن را در زمینه های با دمای بالا ترویج می کند. علاوه بر این، زمینه مواد کامپوزیتی چند منظوره که در آن سرامیک‌های SiC با مواد دیگر برای ایجاد مواد کاربردی‌تر ترکیب می‌شوند، زمینه‌های کاربردی را با برآوردن نیازهای مختلف محیطی با دمای بالا گسترش می‌دهند.

از نظر توسعه پایدار، تمرکز بر توسعه سازگار با محیط زیست و قابل بازیافت خواهد بودسرامیک SiCمواد، همسو با اصول توسعه پایدار. ترکیب سرامیک های SiC با مواد دیگر برای ایجاد مواد چند منظوره مقاوم در برابر سایش، نیازهای مختلف صنعتی را برآورده می کند.

آینده چیستسرامیک سیلیکون کاربیددر کاربردهای سایش و دمای بالا؟

پتانسیل برنامه و چشم انداز توسعهسرامیک SiCدر زمینه مقاومت در برابر سایش و دمای بالا بسیار زیاد است. با ادامه پیشرفت‌های تکنولوژیکی و پیشرفت‌های علم مواد، سرامیک‌های SiC نقش مهمی را در صنایع مختلف بازی می‌کنند و دوام تجهیزات و کارایی تولید را افزایش می‌دهند و در نتیجه به توسعه اقتصادی کمک می‌کنند.

ما در Semicorex در این زمینه تخصص داریمسرامیک SiCو سایر مواد سرامیکی مورد استفاده در تولید نیمه هادی، اگر سؤالی دارید یا به جزئیات بیشتری نیاز دارید، لطفاً در تماس با ما دریغ نکنید.

تلفن تماس: +86-13567891907

ایمیل: sales@semicorex.com