ซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ผ่านกระบวนการเผาผนึกภายใต้ความดันบรรยากาศไม่ได้ถูกนำมาใช้เป็นเพียงวัสดุขัดถูอีกต่อไป แต่ถูกนำมาใช้เป็นวัสดุใหม่และมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ไฮเทค เช่น เซรามิกที่ทำจากวัสดุซิลิคอนคาร์ไบด์ ดังนั้น ข้อดี 6 ประการของซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ผ่านกระบวนการเผาผนึกภายใต้ความดันบรรยากาศและการประยุกต์ใช้เซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์มีอะไรบ้าง?
ข้อดี 6 ประการของวัสดุซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ผ่านกระบวนการเผาผนึกภายใต้ความดันบรรยากาศ:
1. ความหนาแน่นต่ำ
วัสดุซิลิคอนคาร์ไบด์มีความหนาแน่นต่ำกว่าโลหะ ทำให้ตัวอุปกรณ์มีน้ำหนักเบา
2. ความต้านทานการกัดกร่อน
วัสดุซิลิคอนคาร์ไบด์มีจุดหลอมเหลวสูง มีความเฉื่อยทางเคมี ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน ซิลิคอนคาร์ไบด์ถูกนำไปใช้ในวัสดุขัดถู เตาเผาเซรามิก ชิ้นงานซิลิคอนคาร์ไบด์ สามารถใช้ในอุตสาหกรรมการถลุงและการหลอมโลหะร่วมกับเตาหลอมทรงกระบอกแนวตั้ง อิฐ วัสดุบุผนังเซลล์อิเล็กโทรไลต์อะลูมิเนียม ทังสเตน เตาเผาขนาดเล็ก และผลิตภัณฑ์เซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์อื่นๆ
3. อุณหภูมิสูง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนลดลง
วัสดุซิลิคอนคาร์ไบด์ผลิตขึ้นที่อุณหภูมิสูง ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงบางแห่ง วัสดุที่ต้องการความแข็งแรงและความแม่นยำในการแปรรูป ซึ่งเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถทำได้นั้นเป็นสิ่งจำเป็น อุณหภูมิสูงของซิลิคอนคาร์ไบด์อยู่ที่ประมาณ 800 องศาเซลเซียส ในขณะที่อุณหภูมิของเหล็กอยู่ที่เพียง 250 องศาเซลเซียส จากการคำนวณอย่างคร่าวๆ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเฉลี่ยของซิลิคอนคาร์ไบด์ในช่วง 25 ~ 1400 องศาเซลเซียส คือ 4.10⁻⁶ /C เมื่อวัดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของซิลิคอนคาร์ไบด์แล้ว ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่ามีค่าต่ำกว่าวัสดุขัดถูและวัสดุที่ทนความร้อนสูงอื่นๆ มาก ซิลิคอนคาร์ไบด์เผาผนึกภายใต้ความดันบรรยากาศ
4. การนำความร้อนสูง
วัสดุซิลิคอนคาร์ไบด์มีค่าการนำความร้อนสูง ซึ่งเป็นคุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญอีกประการหนึ่ง ค่าการนำความร้อนของซิลิคอนคาร์ไบด์สูงกว่าวัสดุทนไฟและวัสดุขัดถูอื่นๆ มาก ประมาณ 4 เท่าของคอรันดัม ซิลิคอนคาร์ไบด์มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำและค่าการนำความร้อนสูง ดังนั้นชิ้นงานจะได้รับความเครียดจากความร้อนน้อยลงในระหว่างการให้ความร้อนและการทำให้เย็นลง นี่คือเหตุผลที่ชิ้นส่วน SiC ทนต่อแรงกระแทกได้ดีเป็นพิเศษ
5. มีความแข็งแรงเชิงกลสูง ความแข็งแกร่งดี
วัสดุซิลิคอนคาร์ไบด์มีความแข็งแรงเชิงกลสูงมาก ป้องกันการเสียรูปของวัสดุ ซิลิคอนคาร์ไบด์มีความแข็งแรงเชิงกลสูงกว่าคอรันดัม
6. มีความแข็งสูงและทนต่อการสึกหรอ
วัสดุซิลิคอนคาร์ไบด์มีความแข็งสูงมาก โดยมีความแข็งระดับ Moss gap อยู่ที่ 9.2~9.6 ซึ่งเป็นรองเพียงเพชรและทังสเตนคาร์ไบด์เท่านั้น เมื่อเทียบกับวัสดุเหล็กแล้ว ซิลิคอนคาร์ไบด์มีความแข็งสูง สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ แรงเสียดทานค่อนข้างต่ำ ความหยาบผิวน้อย และทนต่อการสึกหรอได้ดีโดยไม่ต้องใช้สารหล่อลื่น นอกจากนี้ยังทนต่อสารภายนอกและช่วยเพิ่มความคลาดเคลื่อนของพื้นผิว ซิลิคอนคาร์ไบด์เผาผนึกภายใต้ความดันบรรยากาศ
การประยุกต์ใช้เซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์เผาผนึกที่ความดันบรรยากาศ
1. การผลิตเซรามิกชนิดพิเศษจากวัสดุซิลิคอนคาร์ไบด์
วัสดุซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นวัสดุที่มีความแข็งสูงและต้นทุนต่ำ สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ซิลิคอนคาร์ไบด์ได้หลากหลาย เช่น ซีลซิลิคอนคาร์ไบด์ ปลอกซิลิคอนคาร์ไบด์ แผ่นกันกระสุนซิลิคอนคาร์ไบด์ โปรไฟล์ซิลิคอนคาร์ไบด์ เป็นต้น ซึ่งสามารถนำไปใช้กับซีลเชิงกลและปั๊มต่างๆ ได้ ซิลิคอนคาร์ไบด์เผาผนึกภายใต้ความดันบรรยากาศ
2. การผลิตเซรามิกชนิดพิเศษจากวัสดุเซอร์โคเนีย
เซรามิกเซอร์โคเนียมีค่าการนำไฟฟ้าไอออนสูง มีเสถียรภาพทางเคมีและโครงสร้างที่ดี และได้กลายเป็นวัสดุอิเล็กโทรไลต์ที่ได้รับการศึกษาและใช้งานอย่างแพร่หลาย การปรับปรุงกระบวนการผลิตฟิล์มอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้เซอร์โคเนียเป็นส่วนประกอบ ลดอุณหภูมิในการทำงานและต้นทุนการผลิตของวัสดุเหล่านี้ และมุ่งมั่นที่จะบรรลุการผลิตในระดับอุตสาหกรรม ก็เป็นทิศทางสำคัญของการวิจัยในอนาคตเช่นกัน
วันที่โพสต์: 2 กันยายน 2023