خصائص واستخدامات رئيسية لكربيد السيليكون المتلبد بالتفاعل

خصائص واستخدامات كربيد السيليكون المُلبّد بالتفاعل؟ يُعرف كربيد السيليكون أيضًا باسم الكاربورندوم أو الرمل المقاوم للحريق، وهو مركب غير عضوي، وينقسم إلى نوعين: كربيد السيليكون الأخضر وكربيد السيليكون الأسود. هل تعرف خصائص واستخدامات كربيد السيليكون؟ سنتناول اليوم خصائص واستخدامات كربيد السيليكون.

يتم تصنيع كربيد السيليكون بالتلبيد التفاعلي باستخدام رمل الكوارتز، وفحم الكوك البترولي المكلس (أو فحم الكوك)، وخبث الخشب (يحتاج إنتاج كربيد السيليكون الأخضر إلى إضافة ملح الطعام) ومواد خام أخرى، من خلال الصهر المستمر بدرجة حرارة عالية في فرن التسخين الكهربائي.

خصائص كربيد السيليكون المتلبد بالتفاعل:

1. الموصلية الحرارية ومعامل التمدد الحراري لكربيد السيليكون. يتميز الطوب الكربوني، باعتباره نوعًا من المواد المقاومة للحرارة، بمقاومة ممتازة للصدمات. ويتجلى ذلك بشكل أساسي في موصليته الحرارية العالية (معامل انتقال الحرارة) ومعامل تمدده الحراري المنخفض نسبيًا.

٢- موصلية كربيد السيليكون. كربيد السيليكون مادة شبه موصلة، وتختلف موصليتها باختلاف نوع وكمية الشوائب المُدخلة في عملية التبلور، وتتراوح مقاومتها بين ١٠⁻² و١٠¹² أوم·سم. ومن بين هذه الشوائب، يؤثر كل من الألومنيوم والنيتروجين والبورون بشكل كبير على موصلية كربيد السيليكون، وتزداد موصلية كربيد السيليكون بشكل ملحوظ مع زيادة نسبة الألومنيوم.

3. مقاومة كربيد السيليكون. تتغير مقاومة كربيد السيليكون بتغير درجة الحرارة، ولكن ضمن نطاق حراري معين، تنعكس خصائص المقاومة المعدنية. أما العلاقة بين المقاومة ودرجة الحرارة في كربيد السيليكون فهي أكثر تعقيدًا. تزداد موصلية كربيد السيليكون المُلبّد بالتفاعل مع ارتفاع درجة الحرارة حتى قيمة معينة، ثم تنخفض عند ارتفاع درجة الحرارة مرة أخرى.

استخدام كربيد السيليكون:

1- المواد المقاومة للتآكل - تستخدم بشكل أساسي لصنع عجلة الرمل، وورق الصنفرة، وحجر الشحذ، وعجلة الطحن، ومعجون الطحن، ومنتجات الخلايا الكهروضوئية في الخلايا الكهروضوئية، وطحن أسطح الخلايا الكهروضوئية ومكوناتها، والطحن والتلميع.

2- مادة حرارية عالية الجودة - يمكن استخدامها كمزيل للأكسدة في صناعة المعادن ومواد مقاومة للتآكل، لصنع مكونات أفران عالية الحرارة مستمرة مسبقة الصنع، وأجزاء ثابتة، وما إلى ذلك.

3- السيراميك الوظيفي - لا يقتصر دوره على تقليل حجم الفرن فحسب، بل يعمل أيضًا على تحسين جودة منتجات الأفران الصناعية، وتقليل وقت الدورة، وهو المادة غير المباشرة المثالية لتلبيد طلاء السيراميك، والسيراميك غير المؤكسد ذي درجة الحرارة العالية المستمرة، والخزف المتلبد العاكس.

4- المعادن النادرة - شركات الحديد والصلب، ومجال تركيز الصناعات المعدنية، لها تطبيقات معينة.

5، أخرى - تستخدم لصنع طلاء الأشعة تحت الحمراء البعيدة أو مجفف الأشعة تحت الحمراء البعيدة المصنوع من صفائح كربيد السيليكون.

يُستخدم كربيد السيليكون، بفضل خصائصه الكيميائية العضوية السلسة، ومعامل نقل الحرارة العالي، ومعامل التمدد الخطي المنخفض، ومقاومته الجيدة للتآكل، في العديد من التطبيقات الرئيسية الأخرى، منها: استخدام مسحوق كربيد السيليكون في عملية جديدة للصقه في دافعات الطرد المركزي أو تجويف جسم الأسطوانة، مما يُحسّن مقاومة التآكل ويزيد عمر الخدمة من مرة إلى مرتين. كما يُستخدم في صناعة مواد حرارية عالية الجودة، تتميز بمقاومتها العالية للصدمات الحرارية، وصغر حجمها، وخفة وزنها، وقوتها العالية، فضلاً عن تأثيرها الواضح في حماية البيئة وتوفير الطاقة. يُعد كربيد السيليكون منخفض الجودة (الذي يحتوي على حوالي 85% SiC) عاملًا جيدًا لإزالة الأكسدة، حيث يُمكن استخدامه لتسريع عملية إنتاج الحديد، ويُساعد في التحكم في تركيب الفولاذ وتحسين جودته. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم كربيد السيليكون أيضًا في صناعة العديد من مواد التسخين الكهربائي، مثل قضبان السيليكون والموليبدينوم.