كربيد السيليكون المُلبَّد تحت الضغط الجوي هو كربيد غير معدني ذو رابطة تساهمية بين السيليكون والكربون، وصلابته لا تقل عن صلابة الماس وكربيد البورون. صيغته الكيميائية هي SiC. بلورات عديمة اللون، زرقاء وسوداء المظهر عند الأكسدة أو احتوائها على شوائب. يُطلق على تشوه كربيد السيليكون ذي البنية الماسية اسم الصنفرة. صلابة الصنفرة قريبة من صلابة الماس، وتتميز بثبات حراري جيد، ومستقرة تجاه المحاليل المائية لحمض الهيدروكسي وحمض الكبريتيك المركز، وغير مستقرة تجاه حمض أو حمض الفوسفوريك المختلط بحمض الهيدروجين المركز وحمض النيتريك. تتباين القلويات التي تذوب في جو أجوف. ينقسم إلى كربيد سيليكون صناعي وكربيد سيليكون طبيعي. يوجد كربيد السيليكون الطبيعي، المعروف باسم الكربونيت، بشكل رئيسي في الكمبرليت والأمفيبوليت البركاني، ولكن كميته صغيرة وليس له قيمة حفرية.
كربيد السيليكون المُلبَّد تحت الضغط الجوي الصناعي هو مزيج من كربيد السيليكون- وكربيد السيليكون-، ويتوفر بلونين: الأسود والأخضر. كربيد السيليكون النقي عديم اللون، ويحتوي على شوائب سوداء، خضراء، زرقاء، وصفراء. حدود حبيباته سداسية ومكعبة، والبلورة عبارة عن صفيحة، وعمود مركب. لمعان زجاجي، وكثافة تتراوح بين 3.17 و3.47 غ/سم3، وصلابة مورس 9.2. كما وجد المجهر عند نقطة انصهار تتراوح بين 30380 و33320 ميجا باسكال: بدأ التمايز في الغلاف الجوي 2050، وبدأ التمايز في الغلاف الجوي 2600. معامل المرونة 466480 ميجا باسكال. قوة الشد 171.5 ميجا باسكال. قوة الانضغاط 1029 ميجا باسكال. معامل التمدد الخطي 5.010 و6/(25 ~ 1000). الموصلية الحرارية 59 واط/(متر كلفن). الاستقرار الكيميائي، الغليان في حمض الهيدروكلوريك، H2SO4، HF لن يتآكل.
وفقًا للاستخدامات المختلفة، ينقسم كربيد السيليكون المتكلس تحت الضغط الجوي إلى مواد كاشطة، ومواد حرارية، ومزيل أكسدة، وكربيد سيليكون كهربائي، وما إلى ذلك. يجب ألا يقل محتوى SiC لكربيد السيليكون الكاشط عن 98%. ينقسم كربيد السيليكون المقاوم للحرارة إلى: (1) كربيد سيليكون أسود مقاوم للحرارة متقدم، ومحتواه من SiC هو نفسه تمامًا مثل كربيد السيليكون المطحون. (2) كربيد سيليكون أسود مقاوم للحرارة ثانوي، ومحتواه من SiC يزيد عن 90%. (3) لا يقل محتوى كربيد السيليكون الأسود وSiC في المواد الحرارية منخفضة الدرجة عن 83%. يُشترط عمومًا أن يكون محتوى كربيد السيليكون وSiC المستخدم في مزيل الأكسدة أعلى من 90%. ومع ذلك، يمكن أيضًا استخدام عزل فرن الجرافيت الصناعي الكربوني، ومحتوى كربيد السيليكون الذي يزيد عن 45% من المعالجة كمزيل أكسدة لصناعة الصلب. يتوفر كربيد السيليكون المُستخدم في إزالة الأكسدة بنوعين: مسحوق وكتلة صب. عادةً ما يتراوح حجم جسيمات كربيد السيليكون الأسود المُزيل للأكسدة بين 4 و0.5 مم و0.5 و0.1 مم.
يحتوي كربيد السيليكون المستخدم في المرافق الكهربائية على فئتين رئيسيتين
(1) كربيد السيليكون الأخضر المستخدم في عناصر التسخين الكهربائية هو في الأساس نفس كربيد السيليكون الأخضر المستخدم في الطحن.
(2) يتطلب كربيد السيليكون المستخدم في مانع التسرب وظيفة كهربائية خاصة، وهو يختلف عن كربيد السيليكون الأسود المستخدم في طحن البيانات المقاومة للحرارة.
استخدام كربيد السيليكون المتصلب تحت الضغط الجوي
تتميز منتجات كربيد السيليكون المُلبَّدة تحت الضغط الجوي بخصائص خاصة، مثل مقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل، ومقاومة الحرارة، ومقاومة الحريق، ومقاومة الإشعاع، والتوصيل الكهربائي والحراري الممتاز، وغيرها، وقد استُخدمت على نطاق واسع في مختلف قطاعات الاقتصاد الوطني. في الصين، يُستخدم كربيد السيليكون الأخضر بشكل رئيسي كمادة كاشطة. أما كربيد السيليكون الأسود، فيُستخدم في صناعة أحجار الطحن، التي تُستخدم غالبًا لقطع وطحن المواد ذات قوة الشد المنخفضة، مثل الزجاج والسيراميك والحجر والمواد المقاومة للحرارة، وكذلك لطحن أجزاء الحديد الزهر والمواد المعدنية غير الحديدية. يُستخدم الطحن المصنوع من كربيد السيليكون الأخضر بشكل رئيسي لطحن كربيد الأسمنت، وسبائك التيتانيوم، والزجاج البصري، وكذلك لطحن بطانات الأسطوانات وأدوات الفولاذ عالية السرعة. تُستخدم مواد كاشطة كربيد السيليكون المكعبة فقط للطحن فائق الدقة للمحامل المصغرة. يمكن تحسين مقاومة تآكل مراوح التوربينات بشكل كبير عن طريق وضع مسحوق SIC عليها بالطلاء الكهربائي. باستخدام الضغط الميكانيكي لدفع مطحنة SiC200 المكعبة ومسحوق W28 الدقيق إلى جدار أسطوانة محرك الاحتراق الداخلي، يمكن مضاعفة عمر الأسطوانة بأكثر من الضعف.
وقت النشر: ١٦ يونيو ٢٠٢٣