پردازش کاربید سیلیکون سرامیک - فرآیندها، کاربردها و انواع

اجزای کاربید سیلیکون زینتر شده با ماشینکاری دقیق پردازش شده توسط Singapore Fountyl Technologies PTE Ltd.، در تمام کاربردهایی که به قطعات مهندسی با دقت بالا نیاز دارند، تشخیص دشواری های پردازش کاربید سیلیکون مهم است. علیرغم مقدار سختی بالای آن، هنوز هم یک ماده نسبتا شکننده است که فقط با استفاده از تکنیک های سنگ زنی الماس قابل پردازش است. بنابراین، عملیات ماشینکاری توسط اپراتورهای ماهر و با تجربه مفید است، زیرا رویه‌های نادرست می‌توانند آسیب‌های زیرسطحی و ترک‌های ریز ایجاد کنند که می‌تواند منجر به خرابی زودهنگام هنگامی که قطعه تحت فشار کاری در هنگام استفاده قرار می‌گیرد، شود.

کاربید سیلیکون مصنوعی:

معمولاً کاربید سیلیکون با استفاده از فرآیند آچسون تولید می شود که شامل حرارت دادن شن و ماسه سیلیس و کربن تا دمای بالا در کوره مقاوم در برابر گرافیت آچسون است. می‌تواند پودر ریز یا توده‌های چسبنده ایجاد کند و قبل از استفاده به عنوان ماده خام پودری باید خرد و آسیاب شود. هنگامی که کاربید سیلیکون به صورت پودر در آمد، دانه های ترکیب را می توان با پخت به یکدیگر متصل کرد و یک سرامیک مهندسی بسیار مفید را تشکیل داد که کاربردهای گسترده ای در بسیاری از صنایع تولیدی دارد.

انواع کاربید سیلیکون:

محصولات کاربید سیلیکون برای کاربردهای مهندسی تجاری به سه شکل تولید می شوند. اینها هستند:

سیلیکون کاربید متخلخل (SSC)

کاربید سیلیکون پیوند نیترید (NBSC) و

کاربید سیلیکون باند واکنشی (RBSC)

انواع دیگر این ترکیب شامل کاربید سیلیکون پیوند خورده با خاک رس و کاربید سیلیکون با پیوند SiAlon است. همچنین یک کاربید سیلیکون با بخار شیمیایی به نام کاربید سیلیکون CVD وجود دارد که شکل بسیار خالص این ترکیب است.

به منظور تف جوشی کاربید سیلیکون، لازم است یک عامل تف جوشی اضافه شود، که به تشکیل فاز مایع در دمای پخت کمک می کند و در نتیجه دانه های کاربید سیلیکون را به هم متصل می کند.

کاربردهای اصلی کاربید سیلیکون:

کاربید سیلیکون کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارد. سختی فیزیکی آن، آن را برای پردازش ساینده آسیاب، سنگ زنی، سندبلاست و برش واترجت ایده آل می کند.

کاربید سیلیکون می تواند دمای بسیار بالا را بدون شکستگی یا تغییر شکل تحمل کند و برای ساخت دیسک های ترمز سرامیکی برای خودروهای اسپرت استفاده می شود. همچنین در جلیقه های ضد گلوله به عنوان یک ماده زره پوش و یک ماده حلقه آب بندی برای مهر و موم های محور پمپ استفاده می شود، جایی که اغلب در هنگام تماس با مهر و موم های مشابه کاربید سیلیکون با سرعت های بالا عمل می کند. یکی از مزایای اصلی این کاربردها رسانایی حرارتی بالای کاربید سیلیکون است که قادر است گرمای اصطکاکی ایجاد شده توسط رابط اصطکاک را دفع کند.

سختی سطح بالای این ماده به آن اجازه می دهد تا در بسیاری از کاربردهای مهندسی که به درجه بالایی از لغزش، فرسایش و سایش خورنده نیاز دارند، استفاده شود. معمولاً این می تواند برای قطعات مورد استفاده در پمپ ها، یا به عنوان مثال دریچه ها در کاربردهای میدان نفتی استفاده شود، جایی که اجزای فلزی سنتی می توانند نرخ سایش بیش از حد را نشان دهند که منجر به خرابی سریع می شود.

این ترکیب دارای خواص الکتریکی منحصر به فردی به عنوان نیمه هادی است که آن را برای ساخت دیودهای ساطع نور فوق سریع و ولتاژ بالا، ماسفت ها و تریستورها برای کلیدهای پرقدرت ایده آل می کند.

این ماده دارای ضریب انبساط حرارتی، سختی، استحکام و هدایت حرارتی پایینی است که آن را به یک ماده آینه ای ایده آل برای تلسکوپ های نجومی تبدیل می کند. الیاف کاربید سیلیکون، به نام رشته ها، برای اندازه گیری دمای گاز با استفاده از یک تکنیک نوری به نام پیرومتری فیلامنت استفاده می شود.

همچنین برای عناصر گرمایشی که باید با دماهای بسیار بالا سازگار شوند استفاده می شود. حتی در انرژی هسته ای برای پشتیبانی ساختاری راکتورهای خنک کننده با گاز با دمای بالا استفاده می شود.