การแปรรูปเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ - กระบวนการ การใช้งาน และประเภท

ส่วนประกอบซิลิกอนคาร์ไบด์เผาด้วยเครื่องจักรที่มีความแม่นยำ ประมวลผลโดย Singapore Fountyl Technologies PTE Ltd. ในการใช้งานทั้งหมดที่ต้องการส่วนประกอบทางวิศวกรรมที่มีความแม่นยำสูง สิ่งสำคัญคือต้องตระหนักถึงความยากลำบากในการประมวลผลซิลิคอนคาร์ไบด์ แม้จะมีค่าความแข็งสูง แต่ก็ยังเป็นวัสดุที่ค่อนข้างเปราะซึ่งสามารถแปรรูปได้โดยใช้เทคนิคการเจียรเพชรเท่านั้น ดังนั้นการดำเนินการตัดเฉือนโดยผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะและประสบการณ์จึงเป็นประโยชน์ เนื่องจากขั้นตอนที่ไม่ถูกต้องอาจสร้างความเสียหายใต้ผิวดินและรอยแตกขนาดเล็กที่อาจนำไปสู่ความล้มเหลวก่อนเวลาอันควรเมื่อส่วนประกอบต้องเผชิญกับความเครียดในการทำงานในการใช้งาน

ซิลิกอนคาร์ไบด์สังเคราะห์:

โดยปกติแล้ว ซิลิคอนคาร์ไบด์ผลิตขึ้นโดยใช้กระบวนการของ Acheson ซึ่งเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนทรายซิลิกาและคาร์บอนจนถึงอุณหภูมิสูงในเตาต้านทานกราไฟท์ของ Acheson สามารถสร้างเป็นผงละเอียดหรือจับตัวกันเป็นก้อนได้ และต้องบดและบดก่อนจึงจะสามารถใช้เป็นวัตถุดิบที่เป็นผงได้ เมื่อซิลิคอนคาร์ไบด์อยู่ในรูปผง เม็ดของสารประกอบสามารถถูกเชื่อมเข้าด้วยกันโดยการเผาผนึกเพื่อสร้างเป็นเซรามิกทางวิศวกรรมที่มีประโยชน์มาก ซึ่งนำไปใช้ได้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมการผลิตหลายประเภท

ประเภทของซิลิกอนคาร์ไบด์:

ผลิตภัณฑ์ซิลิคอนคาร์ไบด์สำหรับการใช้งานด้านวิศวกรรมเชิงพาณิชย์ผลิตขึ้นในสามรูปแบบ เหล่านี้คือ:

เผาซิลิคอนคาร์ไบด์ (SSC)

ไนไตรด์บอนด์ซิลิกอนคาร์ไบด์ (NBSC) และ

ซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เกิดปฏิกิริยา (RBSC)

ตัวแปรอื่นๆ ของสารประกอบ ได้แก่ ซิลิกอนคาร์ไบด์พันธะเคลย์และซิลิกอนคาร์ไบด์พันธะไซลอน นอกจากนี้ยังมีซิลิคอนคาร์ไบด์ที่สะสมไอสารเคมีเรียกว่าซิลิคอนคาร์ไบด์ CVD ซึ่งเป็นสารประกอบรูปแบบที่บริสุทธิ์อย่างยิ่ง

ในการเผาซิลิกอนคาร์ไบด์ จำเป็นต้องเพิ่มสารเผาผนึก ซึ่งช่วยสร้างสถานะของเหลวที่อุณหภูมิการเผาผนึก จึงช่วยจับเม็ดซิลิคอนคาร์ไบด์เข้าด้วยกัน

การใช้งานหลักของซิลิคอนคาร์ไบด์:

ซิลิคอนคาร์ไบด์มีประโยชน์มากมายในอุตสาหกรรมต่างๆ ความแข็งทางกายภาพทำให้เหมาะสำหรับการขัดผิว การเจียร การขัดผิว การพ่นทราย และการตัดด้วยระบบวอเตอร์เจ็ท

ซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงมากได้โดยไม่แตกหักหรือเสียรูป และใช้ในการผลิตจานเบรกเซรามิกสำหรับรถสปอร์ต นอกจากนี้ยังใช้ในเสื้อเกราะกันกระสุนเป็นวัสดุหุ้มเกราะและเป็นวัสดุแหวนปิดผนึกสำหรับซีลเพลาปั๊ม ซึ่งมักจะทำงานที่ความเร็วสูงเมื่อสัมผัสกับซีลซิลิกอนคาร์ไบด์ที่คล้ายกัน ข้อดีหลักประการหนึ่งของการใช้งานเหล่านี้คือค่าการนำความร้อนสูงของซิลิคอนคาร์ไบด์ ซึ่งสามารถกระจายความร้อนจากแรงเสียดทานที่เกิดจากส่วนต่อประสานแรงเสียดทานได้

ความแข็งพื้นผิวที่สูงของวัสดุทำให้สามารถนำไปใช้ในงานวิศวกรรมหลายประเภทที่ต้องการการเลื่อน การกัดเซาะ และการสึกหรอที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในระดับสูง โดยปกติสามารถใช้กับส่วนประกอบที่ใช้ในปั๊ม หรือตัวอย่างเช่น วาล์วในการใช้งานในบ่อน้ำมัน ซึ่งส่วนประกอบโลหะแบบเดิมอาจแสดงอัตราการสึกหรอที่มากเกินไป นำไปสู่ความล้มเหลวอย่างรวดเร็ว

สารประกอบนี้มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่เป็นเอกลักษณ์ในฐานะเซมิคอนดักเตอร์ ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตไดโอดเปล่งแสงที่เร็วเป็นพิเศษและแรงดันสูง, MOSFET และไทริสเตอร์สำหรับสวิตช์กำลังสูง

วัสดุนี้มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน ความแข็ง ความแข็งแกร่ง และการนำความร้อนต่ำ ทำให้เป็นวัสดุกระจกในอุดมคติสำหรับกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์ เส้นใยซิลิคอนคาร์ไบด์เรียกว่าเส้นใย ใช้ในการวัดอุณหภูมิของก๊าซโดยใช้เทคนิคทางแสงที่เรียกว่าฟิลาเมนต์ไพโรเมทรี

นอกจากนี้ยังใช้สำหรับองค์ประกอบความร้อนที่ต้องปรับให้เข้ากับอุณหภูมิที่สูงมาก มันยังใช้ในพลังงานนิวเคลียร์เพื่อรองรับโครงสร้างสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยแก๊สอุณหภูมิสูง