Inilalahad ang mga natatanging katangian at mga prospect ng aplikasyon ng berdeng silicon carbide micropowder
Sa larangan ng high-tech na materyales ngayon, ang berdeng silicon carbide micropowder ay unti-unting nagiging pokus ng atensyon sa komunidad ng mga materyales sa agham na may kakaibang pisikal at kemikal na mga katangian. Ang tambalang ito na binubuo ng mga elemento ng carbon at silikon ay nagpakita ng malawak na mga prospect ng aplikasyon sa maraming larangang pang-industriya dahil sa espesyal na istrukturang kristal nito at mahusay na pagganap. Ang artikulong ito ay tuklasin nang malalim ang mga natatanging katangian ng berdeng silicon carbide micropowder at ang potensyal na aplikasyon nito sa iba't ibang larangan.
1. Mga pangunahing katangian ng berdeng silicon carbide micropowder
Ang green silicon carbide (SiC) ay isang sintetikong superhard na materyal at kabilang sa isang covalent bond compound. Ang kristal na istraktura nito ay nagpapakita ng isang heksagonal na sistema na may mala-brilyante na kaayusan. Ang green silicon carbide micropowder ay karaniwang tumutukoy sa mga produktong may pulbos na may sukat na laki ng particle na 0.1-100 microns, at ang kulay nito ay nagpapakita ng iba't ibang tono mula sa light green hanggang dark green dahil sa iba't ibang purity at impurity content.
Mula sa mikroskopiko na istraktura, ang bawat silikon na atom sa berdeng silikon na carbide na kristal ay bumubuo ng isang tetrahedral na koordinasyon na may apat na carbon atoms. Ang malakas na istruktura ng covalent bond na ito ay nagbibigay sa materyal ng napakataas na tigas at katatagan ng kemikal. Kapansin-pansin na ang katigasan ng Mohs ng berdeng silikon na karbid ay umabot sa 9.2-9.3, pangalawa lamang sa brilyante at cubic boron nitride, na ginagawang hindi maaaring palitan sa larangan ng mga abrasive.
2. Mga natatanging katangian ng berdeng silicon carbide micropowder
1. Napakahusay na mekanikal na katangian
Ang pinaka-kapansin-pansing katangian ng berdeng silicon carbide micropowder ay ang napakataas nitong tigas. Ang katigasan ng Vickers nito ay maaaring umabot sa 2800-3300kg/mm², na ginagawang mahusay ang pagganap nito kapag nagpoproseso ng matitigas na materyales. Kasabay nito, ang green silicon carbide ay mayroon ding magandang compressive strength at maaari pa ring mapanatili ang mataas na mekanikal na lakas sa mataas na temperatura. Ginagawang posible ng feature na ito na gamitin ito sa matinding kapaligiran.
2. Napakahusay na mga katangian ng thermal
Ang thermal conductivity ng green silicon carbide ay kasing taas ng 120-200W/(m·K), na 3-5 beses kaysa sa ordinaryong bakal. Ang mahusay na thermal conductivity na ito ay ginagawa itong isang perpektong materyal sa pagwawaldas ng init. Ang mas nakakamangha ay ang thermal expansion coefficient ng green silicon carbide ay 4.0×10⁻⁶/℃ lamang, na nangangahulugan na ito ay may mahusay na dimensional na katatagan kapag nagbabago ang temperatura, at hindi magbubunga ng halatang deformation dahil sa thermal expansion at contraction.
3. Natitirang kemikal na katatagan
Sa mga tuntunin ng mga katangian ng kemikal, ang berdeng silikon na karbida ay nagpapakita ng napakalakas na kawalang-kilos. Maaari itong labanan ang kaagnasan ng karamihan sa mga acid, alkalis at mga solusyon sa asin, at maaaring manatiling matatag kahit na sa mataas na temperatura. Ang mga eksperimento ay nagpapakita na ang berdeng silicon carbide ay maaari pa ring mapanatili ang mahusay na katatagan sa isang oxidizing na kapaligiran sa ibaba 1000 ℃, na ginagawang potensyal para sa pangmatagalang paggamit sa mga kinakaing unti-unti na kapaligiran.
4. Mga espesyal na katangian ng kuryente
Ang green silicon carbide ay isang malawak na bandgap na semiconductor na materyal na may lapad na bandgap na 3.0eV, na mas malaki kaysa sa 1.1eV ng silicon. Ang tampok na ito ay nagbibigay-daan sa ito upang mapaglabanan ang mas mataas na boltahe at temperatura, at may natatanging mga pakinabang sa larangan ng mga power electronic device. Bilang karagdagan, ang green silicon carbide ay mayroon ding mataas na electron mobility, na ginagawang posible na bumuo ng mga high-frequency na device.
3. Proseso ng paghahanda ng berdeng silicon carbide micropowder
Ang paghahanda ng berdeng silicon carbide micropowder ay pangunahing gumagamit ng proseso ng Acheson. Ang pamamaraang ito ay naghahalo ng quartz sand at petroleum coke sa isang tiyak na proporsyon at pinainit ang mga ito sa 2000-2500 ℃ sa isang hurno ng resistensya para sa reaksyon. Ang mabulaklak na berdeng silicon carbide na nabuo ng reaksyon ay sumasailalim sa mga proseso tulad ng pagdurog, pagmamarka, at pag-aatsara upang tuluyang makakuha ng mga produktong micropowder na may iba't ibang laki ng butil.
Sa mga nagdaang taon, sa pag-unlad ng teknolohiya, lumitaw ang ilang mga bagong paraan ng paghahanda. Ang chemical vapor deposition (CVD) ay maaaring maghanda ng high-purity nano-scale green silicon carbide powder; ang paraan ng sol-gel ay maaaring tumpak na makontrol ang laki ng butil at morpolohiya ng pulbos; ang paraan ng plasma ay maaaring makamit ang tuluy-tuloy na produksyon at mapabuti ang kahusayan ng produksyon. Ang mga bagong prosesong ito ay nagbibigay ng higit pang mga posibilidad para sa pag-optimize ng pagganap at pagpapalawak ng aplikasyon ng berdeng silicon carbide micropowder.
4. Pangunahing lugar ng aplikasyon ng berdeng silicon carbide micropowder
1. Precision grinding at polishing
Bilang isang superhard abrasive, ang green silicon carbide micropowder ay malawakang ginagamit sa precision processing ng cemented carbide, ceramics, glass at iba pang materyales. Sa industriya ng semiconductor, ang high-purity green silicon carbide powder ay ginagamit para sa pag-polish ng mga wafer ng silicon, at ang pagganap ng pagputol nito ay mas mahusay kaysa sa tradisyonal na alumina abrasives. Sa larangan ng optical component processing, ang green silicon carbide powder ay maaaring makamit ang nano-scale surface roughness at matugunan ang mga kinakailangan sa pagproseso ng high-precision optical components.
2. Mga advanced na ceramic na materyales
Ang green silicon carbide powder ay isang mahalagang hilaw na materyal para sa paghahanda ng mga high-performance ceramics. Ang mga istrukturang ceramics na may mahusay na mekanikal na katangian at thermal stability ay maaaring gawin sa pamamagitan ng hot pressing sintering o reaction sintering na proseso. Ang ganitong uri ng ceramic na materyal ay malawakang ginagamit sa mga pangunahing bahagi tulad ng mga mechanical seal, bearings, at nozzle, lalo na sa malupit na kondisyon sa pagtatrabaho tulad ng mataas na temperatura at kaagnasan.
3. Mga elektronikong kagamitan at semiconductor
Sa larangan ng electronics, ang berdeng silicon carbide powder ay ginagamit upang maghanda ng malawak na bandgap na mga materyales sa semiconductor. Ang mga power device na nakabatay sa berdeng silicon carbide ay may mataas na dalas, mataas na boltahe, at mataas na temperatura na mga katangian sa pagtatrabaho, at nagpapakita ng malaking potensyal sa mga bagong sasakyang pang-enerhiya, smart grid at iba pang larangan. Ipinakita ng mga pag-aaral na ang berdeng silicon carbide power na mga aparato ay maaaring mabawasan ang pagkawala ng enerhiya ng higit sa 50% kumpara sa mga tradisyonal na aparatong batay sa silikon.
4. Composite reinforcement
Ang pagdaragdag ng berdeng silicon carbide powder bilang reinforcement phase sa isang metal o polymer matrix ay maaaring makabuluhang mapabuti ang lakas, tigas at wear resistance ng composite material. Sa larangan ng aerospace, ang aluminum-based na silicon carbide composites ay ginagamit sa paggawa ng magaan at mataas na lakas na mga bahagi ng istruktura; sa industriya ng sasakyan, ang mga silicon carbide reinforced brake pad ay nagpapakita ng mahusay na paglaban sa mataas na temperatura.
5. Matigas ang ulo materyales at coatings
Gamit ang mataas na temperatura na katatagan ng berdeng silikon na karbid, ang mataas na pagganap na mga refractory na materyales ay maaaring ihanda. Sa industriya ng steel smelting, ang silicon carbide refractory brick ay malawakang ginagamit sa mga kagamitang may mataas na temperatura tulad ng mga blast furnace at converter. Bilang karagdagan, ang mga silicon carbide coatings ay maaaring magbigay ng mahusay na pagkasira at proteksyon ng kaagnasan para sa batayang materyal, at ginagamit sa mga kagamitang kemikal, mga blades ng turbine at iba pang larangan.