Pengenalan produk dan penggunaan karbida silikon hitam
Silikon karbida hitam(disingkatkan sebagai karbida silikon hitam) ialah bahan bukan logam tiruan yang diperbuat daripada pasir kuarza dan kok petroleum sebagai bahan mentah utama dan dilebur pada suhu tinggi dalam relau rintangan. Ia mempunyai rupa hitam kelabu atau hitam gelap, kekerasan yang sangat tinggi, kekonduksian terma yang baik dan kestabilan kimia. Ia adalah bahan mentah industri yang sangat baik dan digunakan secara meluas dalam bahan pelelas, bahan refraktori, metalurgi, seramik, elektronik dan bidang lain.
Ⅰ. Ciri prestasi karbida silikon hitam
Kekerasan Mohs daripadakarbida silikon hitamadalah setinggi 9.2, kedua selepas berlian dan boron nitrida padu, dan mempunyai rintangan haus yang sangat kuat dan rintangan hentaman. Takat leburnya adalah kira-kira 2700°C, dan ia boleh mengekalkan kestabilan struktur dalam persekitaran suhu tinggi dan tidak mudah terurai atau berubah bentuk. Di samping itu, ia mempunyai kekonduksian terma yang baik dan pekali pengembangan haba yang rendah, dan masih menunjukkan kestabilan kejutan haba yang sangat baik di bawah keadaan suhu tinggi dan tekanan tinggi.
Dari segi sifat kimia, karbida silikon hitam mempunyai ketahanan kakisan yang baik terhadap asid dan alkali, dan amat sesuai untuk kegunaan industri dalam persekitaran yang keras. Kekonduksiannya yang tinggi juga menjadikannya bahan alternatif untuk bahan pemanasan elektrik dan medan semikonduktor tertentu.
Ⅱ. Bentuk dan spesifikasi produk utama
Karbida silikon hitam boleh dibuat dalam pelbagai bentuk mengikut saiz dan kegunaan zarah yang berbeza:
Bahan blok: kristal besar selepas peleburan, sering digunakan untuk pemprosesan semula atau sebagai bahan tambahan metalurgi;
Pasir berbutir (pasir F/P pasir): digunakan untuk membuat roda pengisar, pelelas sandblasting, kertas pasir, dsb.;
Serbuk mikro (siri W, D): digunakan untuk pengisaran ultra ketepatan, penggilap, pensinteran seramik, dsb.;
Serbuk mikro peringkat nano: digunakan untuk seramik elektronik mewah, bahan komposit konduktif terma, dsb.
Saiz zarah berkisar antara F16 hingga F1200, dan saiz zarah serbuk mikro boleh mencapai tahap nanometer, yang boleh disesuaikan mengikut keperluan teknikal bidang aplikasi yang berbeza.
Ⅲ. Kawasan aplikasi utama karbida silikon hitam
1. Alat pelelas dan pengisar
Bahan pelelas adalah kawasan aplikasi yang paling tradisional dan paling banyak digunakan bagi silikon karbida hitam. Mengambil kesempatan daripada kekerasannya yang tinggi dan sifat mengasah sendiri, karbida silikon hitam boleh digunakan untuk mengeluarkan pelbagai produk yang melelas, seperti roda pengisar, cakera pemotong, kertas pasir, kepala pengisar, pes pengisar, dll., yang sesuai untuk mengisar dan memproses bahan seperti besi tuang, keluli, logam bukan ferus, seramik, kaca, kuarza, dan produk simen.
Kelebihannya ialah kelajuan pengisaran yang cepat, tidak mudah tersumbat, dan kecekapan pemprosesan yang tinggi. Ia digunakan secara meluas dalam pemprosesan logam, pembuatan jentera, hiasan bangunan dan industri lain.
2. Bahan refraktori
Oleh kerana kestabilan suhu tinggi dan rintangan kakisan, karbida silikon hitam digunakan secara meluas dalam bidang bahan refraktori suhu tinggi. Ia boleh dibuat menjadi bata silikon karbida, pelapik relau, pijar, tiub perlindungan termokopel, alat tanur, muncung, bata tuyere, dan lain-lain, dan digunakan secara meluas dalam industri suhu tinggi seperti metalurgi, logam bukan ferus, elektrik, kaca, simen, dan lain-lain, untuk memanjangkan hayat peralatan dan meningkatkan keselamatan operasi.
Di samping itu, bahan silikon karbida mempunyai sifat antioksidan yang baik dalam atmosfera pengoksidaan suhu tinggi dan sesuai untuk digunakan dalam bahagian utama relau letupan panas, relau letupan dan peralatan lain.
3. Industri metalurgi
Dalam proses metalurgi seperti pembuatan keluli dan tuangan, karbida silikon hitam boleh digunakan sebagai penyahoksida, agen pemanasan dan pengkarburasi semula. Oleh kerana kandungan karbonnya yang tinggi dan pelepasan haba yang cepat, ia dapat meningkatkan kecekapan peleburan dengan berkesan dan meningkatkan kualiti keluli cair. Pada masa yang sama, ia juga boleh mengurangkan kandungan kekotoran dalam proses peleburan dan memainkan peranan dalam menulenkan keluli cair.
Sesetengah kilang keluli juga menambah bahagian tertentu silikon karbida untuk melaraskan komposisi dalam peleburan besi tuang dan besi mulur untuk menjimatkan kos dan meningkatkan prestasi tuangan.
4. Seramik dan bahan elektronik
Karbida silikon hitam juga merupakan bahan mentah yang penting untuk seramik berfungsi. Ia boleh digunakan untuk menyediakan seramik struktur, seramik tahan haus, seramik konduktif terma, dsb., dan mempunyai prospek yang luas dalam bidang elektronik, industri kimia, jentera, dll. Ia mempunyai kekonduksian terma yang sangat baik, dengan kekonduksian terma sehingga 120 W/m·K, dan sering digunakan dalam bahan pelesapan haba konduktif haba, komponen antara muka haba dan LED.
Di samping itu, silikon karbida telah secara beransur-ansur memasuki bidang semikonduktor kuasa dan menjadi bahan asas untuk peranti suhu tinggi dan voltan tinggi. Walaupun ketulenan karbida silikon hitam sedikit lebih rendah daripada karbida silikon hijau, ia juga digunakan dalam beberapa produk elektronik voltan sederhana dan rendah.
5. Industri fotovoltaik dan tenaga baharu
Serbuk karbida silikon hitam digunakan secara meluas dalam pemotongan wafer silikon dalam industri fotovoltaik. Sebagai pelelas dalam proses pemotongan dawai berlian, ia mempunyai kelebihan kekerasan yang tinggi, kuatmemotongdaya, kehilangan rendah, dan permukaan pemotongan licin, yang membantu meningkatkan kecekapan pemotongan dan hasil wafer silikon dan mengurangkan kadar kehilangan wafer dan kos pengeluaran.
Dengan pembangunan berterusan tenaga baharu dan teknologi bahan baharu, silikon karbida juga sedang dibangunkan untuk bidang baru muncul seperti bahan tambah elektrod negatif bateri litium dan pembawa membran seramik.
Ⅳ. Ringkasan dan Tinjauan
Karbida silikon hitam memainkan peranan yang tidak boleh ditukar ganti dalam banyak bidang perindustrian dengan sifat mekanikal, haba dan kimia yang sangat baik. Dengan kemajuan berterusan teknologi pembuatan, kawalan saiz zarah produk, penapisan ketulenan dan pengembangan berterusan bidang aplikasi, karbida silikon hitam berkembang ke arah prestasi tinggi dan ketepatan.
Pada masa hadapan, dengan peningkatan pesat industri seperti tenaga baharu, seramik elektronik, mewahmengisar dan pembuatan pintar, karbida silikon hitam akan memainkan peranan yang semakin penting dalam bidang pembuatan mewah dan menjadi komponen teras sistem teknologi bahan termaju.