Produktintroduktion og anvendelse af sort siliciumcarbid
Sort siliciumkarbid(forkortet sort siliciumcarbid) er et kunstigt ikke-metallisk materiale fremstillet af kvartssand og petroleumskoks som de vigtigste råmaterialer og smeltet ved høj temperatur i en modstandsovn. Det har et sortgråt eller mørkesort udseende, ekstremt høj hårdhed, god varmeledningsevne og kemisk stabilitet. Det er et fremragende industrielt råmateriale og er meget anvendt i slibemidler, ildfaste materialer, metallurgi, keramik, elektronik og andre områder.
Ⅰ. Ydeevneegenskaber for sort siliciumcarbid
Mohs hårdhed afsort siliciumcarbider så høj som 9,2, kun overgået af diamant og kubisk bornitrid, og har ekstremt stærk slidstyrke og slagfasthed. Dens smeltepunkt er omkring 2700 °C, og den kan opretholde strukturel stabilitet i miljøer med høj temperatur og er ikke let at nedbryde eller deformere. Derudover har den god varmeledningsevne og en lav varmeudvidelseskoefficient, og den udviser stadig fremragende termisk stødstabilitet under høje temperaturer og høje trykforhold.
Med hensyn til kemiske egenskaber har sort siliciumcarbid god korrosionsbestandighed over for syrer og baser og er særligt velegnet til industriel brug i barske miljøer. Dens høje ledningsevne gør det også til et alternativt materiale til visse elektriske opvarmningsmaterialer og halvlederfelter.
Ⅱ. Vigtigste produktformer og specifikationer
Sort siliciumcarbid kan fremstilles i forskellige former i henhold til forskellige partikelstørrelser og anvendelser:
Blokmateriale: store krystaller efter smeltning, ofte brugt til oparbejdning eller som metallurgiske tilsætningsstoffer;
Granulært sand (F-sand/P-sand): bruges til at fremstille slibeskiver, sandblæsningsslibemidler, sandpapir osv.;
Mikropulver (W-, D-serien): anvendes til ultrapræcisionsslibning, polering, keramisk sintring osv.;
Nano-niveau mikropulver: bruges til avanceret elektronisk keramik, termisk ledende kompositmaterialer osv.
Partikelstørrelsen varierer fra F16 til F1200, og partikelstørrelsen af mikropulver kan nå nanometerniveau, hvilket kan tilpasses i henhold til de tekniske krav i forskellige anvendelsesområder.
Ⅲ. De vigtigste anvendelsesområder for sort siliciumcarbid
1. Slibemidler og slibeværktøjer
Slibemidler er de mest traditionelle og mest anvendte anvendelsesområder for sort siliciumcarbid. Ved at udnytte sin høje hårdhed og selvslibende egenskaber kan sort siliciumcarbid bruges til at fremstille forskellige slibeprodukter, såsom slibeskiver, skæreskiver, sandpapir, slibehoveder, slibepasta osv., der er egnede til slibning og bearbejdning af materialer som støbejern, stål, ikke-jernholdige metaller, keramik, glas, kvarts og cementprodukter.
Dens fordele er hurtig slibehastighed, ikke let at tilstoppe og høj forarbejdningseffektivitet. Den er meget udbredt i metalforarbejdning, maskinfremstilling, bygningsdekoration og andre industrier.
2. Ildfaste materialer
På grund af sin høje temperaturstabilitet og korrosionsbestandighed er sort siliciumcarbid meget anvendt inden for højtemperatur ildfaste materialer. Det kan fremstilles til siliciumcarbidsten, ovnforinger, digler, termoelementbeskyttelsesrør, ovnværktøjer, dyser, tuyeresten osv., og det er meget anvendt i højtemperaturindustrier såsom metallurgi, ikke-jernholdige metaller, elektricitet, glas, cement osv. for at forlænge udstyrets levetid og forbedre driftssikkerheden.
Derudover har siliciumcarbidmaterialer gode antioxidantegenskaber i oxiderende atmosfærer med høj temperatur og er velegnede til brug i nøgledele af varme højovne, højovne og andet udstyr.
3. Metallurgisk industri
I metallurgiske processer såsom stålfremstilling og støbning kan sort siliciumcarbid anvendes som deoxidationsmiddel, opvarmningsmiddel og genopkarburator. På grund af dets høje kulstofindhold og hurtige varmeafgivelse kan det effektivt forbedre smelteeffektiviteten og forbedre kvaliteten af smeltet stål. Samtidig kan det også reducere urenhedsindholdet i smelteprocessen og spille en rolle i rensningen af smeltet stål.
Nogle stålværker tilsætter også en vis andel siliciumcarbid for at justere sammensætningen i smeltningen af støbejern og duktilt jern for at spare omkostninger og forbedre støbegodsets ydeevne.
4. Keramik og elektroniske materialer
Sort siliciumcarbid er også et vigtigt råmateriale til funktionel keramik. Det kan bruges til at fremstille strukturel keramik, slidstærk keramik, termisk ledende keramik osv. og har brede perspektiver inden for elektronik, kemisk industri, maskiner osv. Det har fremragende varmeledningsevne med en varmeledningsevne på op til 120 W/m·K og bruges ofte i varmeledende varmeafledningsmaterialer, termiske grænsefladematerialer og LED-varmeafledningskomponenter.
Derudover er siliciumcarbid gradvist kommet ind i feltet for effekthalvledere og er blevet det grundlæggende materiale til højtemperatur- og højspændingsenheder. Selvom sort siliciumcarbids renhed er lidt lavere end grønt siliciumcarbids, bruges det også i nogle elektroniske produkter til mellem- og lavspænding.
5. Fotovoltaiske og nye energiindustrier
Sort siliciumkarbidpulver bruges i vid udstrækning til skæring af siliciumskiver i den fotovoltaiske industri. Som slibemiddel i diamanttrådsskæringsprocessen har det fordelene ved høj hårdhed, stærkhedskæringkraft, lavt tab og en glat skæreoverflade, hvilket hjælper med at forbedre skæreeffektiviteten og udbyttet af siliciumskiver og reducere wafertabsraten og produktionsomkostningerne.
Med den kontinuerlige udvikling af ny energi og nye materialeteknologier udvikles siliciumcarbid også til nye områder som negative elektrodeadditiver til lithiumbatterier og keramiske membranbærere.
Ⅳ. Resumé og fremtidsudsigter
Sort siliciumcarbid spiller en uerstattelig rolle inden for mange industrielle områder med sine fremragende mekaniske, termiske og kemiske egenskaber. Med den kontinuerlige udvikling af fremstillingsteknologi, kontrol af produktpartikelstørrelse, renhedsraffinering og den kontinuerlige udvidelse af anvendelsesområder udvikler sort siliciumcarbid sig mod høj ydeevne og præcision.
I fremtiden, med den hurtige vækst i industrier som ny energi, elektronisk keramik, high-endslibning og intelligent fremstilling vil sort siliciumcarbid spille en stadig vigtigere rolle inden for high-end-produktion og blive en kernekomponent i det avancerede materialeteknologisystem.