Gia công cacbua silic gốm - Quy trình, ứng dụng và chủng loại

Các thành phần cacbua silic thiêu kết được gia công chính xác do Singapore Fountyl Technologies PTE Ltd. xử lý. Trong tất cả các ứng dụng yêu cầu các thành phần kỹ thuật có độ chính xác cao, điều quan trọng là phải nhận ra những khó khăn khi xử lý cacbua silic. Mặc dù có giá trị độ cứng cao nhưng nó vẫn là vật liệu tương đối giòn và chỉ có thể được xử lý bằng kỹ thuật mài kim cương. do đó, các hoạt động gia công do người vận hành có tay nghề và kinh nghiệm thực hiện sẽ có lợi vì quy trình không chính xác có thể tạo ra hư hỏng dưới bề mặt và các vết nứt vi mô có thể dẫn đến hỏng hóc sớm khi bộ phận phải chịu áp lực làm việc trong quá trình sử dụng.

Cacbua silic tổng hợp:

Thông thường, cacbua silic được sản xuất bằng quy trình Acheson, bao gồm nung cát silic và cacbon ở nhiệt độ cao trong lò nung than chì Acheson. Nó có thể tạo thành bột mịn hoặc các khối liên kết và phải được nghiền nát trước khi có thể sử dụng làm nguyên liệu thô. Khi cacbua silic ở dạng bột, các hạt của hợp chất có thể được liên kết với nhau bằng cách thiêu kết để tạo thành một loại gốm kỹ thuật rất hữu ích có nhiều ứng dụng trong nhiều ngành sản xuất.

Các loại cacbua silic:

Các sản phẩm cacbua silic dùng cho các ứng dụng kỹ thuật thương mại được sản xuất dưới ba dạng. Đó là:

Cacbua silic thiêu kết (SSC)

cacbua silic liên kết nitrit (NBSC) và

Cacbua silic liên kết phản ứng (RBSC)

Các biến thể khác của hợp chất này bao gồm cacbua silic liên kết với đất sét và cacbua silic liên kết với SiAlon. Ngoài ra còn có một loại cacbua silic lắng đọng hơi hóa học gọi là cacbua silic CVD, đây là một dạng hợp chất cực kỳ tinh khiết.

Để thiêu kết cacbua silic, cần thêm chất thiêu kết, giúp tạo thành pha lỏng ở nhiệt độ thiêu kết, từ đó liên kết các hạt cacbua silic với nhau.

Các ứng dụng chính của cacbua silic:

Cacbua silic có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau. Độ cứng vật lý của nó làm cho nó trở nên lý tưởng cho quá trình mài mòn, mài giũa, phun cát và cắt bằng tia nước.

Cacbua silic có thể chịu được nhiệt độ rất cao mà không bị vỡ hay biến dạng và được dùng để chế tạo đĩa phanh gốm cho xe thể thao. Nó cũng được sử dụng trong áo chống đạn làm vật liệu bọc thép và vật liệu vòng đệm cho phốt trục bơm, nơi nó thường hoạt động ở tốc độ cao khi tiếp xúc với phốt cacbua silic tương tự. Một trong những ưu điểm chính của các ứng dụng này là tính dẫn nhiệt cao của cacbua silic, có khả năng tản nhiệt ma sát do bề mặt ma sát tạo ra.

Độ cứng bề mặt cao của vật liệu cho phép nó được sử dụng trong nhiều ứng dụng kỹ thuật đòi hỏi mức độ trượt, xói mòn và mài mòn cao. Thông thường, điều này có thể được sử dụng cho các bộ phận được sử dụng trong máy bơm hoặc ví dụ như van trong các ứng dụng mỏ dầu, nơi các bộ phận kim loại truyền thống có thể có tốc độ mài mòn quá mức, dẫn đến hỏng hóc nhanh chóng.

Hợp chất này có đặc tính điện độc đáo như một chất bán dẫn, khiến nó trở nên lý tưởng để sản xuất điốt phát sáng cực nhanh và điện áp cao, MOSFET và thyristor cho các công tắc công suất cao.

Vật liệu này có hệ số giãn nở nhiệt, độ cứng, độ cứng và độ dẫn nhiệt thấp, khiến nó trở thành vật liệu gương lý tưởng cho kính thiên văn. Sợi cacbua silic, được gọi là sợi, được sử dụng để đo nhiệt độ khí bằng kỹ thuật quang học gọi là đo nhiệt độ dây tóc.

Nó cũng được sử dụng cho các bộ phận làm nóng cần thích nghi với nhiệt độ cực cao. Nó thậm chí còn được sử dụng trong năng lượng hạt nhân để cung cấp hỗ trợ cấu trúc cho các lò phản ứng làm mát bằng khí ở nhiệt độ cao.