ซิลิกอนคาร์ไบด์สีดำ หรือที่เรียกอีกอย่างว่า ซิลิกอนคาร์ไบด์สีดำ เป็นวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์ชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติและการใช้งานดังต่อไปนี้:
คุณสมบัติ
- ความแข็งสูง : ความแข็งอยู่ระหว่างคอรันดัมและเพชร โดยมีความแข็งโมห์สประมาณ 9.5 รองจากเพชรเท่านั้น ทนทานต่อการสึกหรอได้ดีเยี่ยม และคงรูปร่างและความคมไว้ได้ระหว่างการใช้งาน1 3
- ทนต่ออุณหภูมิสูง : สามารถรักษาเสถียรภาพได้ดีที่อุณหภูมิสูงและมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง เหมาะสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง และสามารถทนต่อการกัดกร่อนของก๊าซอุณหภูมิสูงและโลหะหลอมเหลว
- มี เสถียรภาพทางเคมีที่ดี : ทนทานต่อกรด ด่าง และสารเคมีอื่นๆ ได้ดี และไม่กัดกร่อนง่าย สามารถรักษาประสิทธิภาพและความสมบูรณ์ในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรงได้
- การนำความร้อนสูง : มีการนำความร้อนที่ดีและถ่ายเทความร้อนได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยกระจายความร้อนในการใช้งานที่อุณหภูมิสูงและป้องกันความร้อนสูงเกินไปในบริเวณนั้น2 3 4
- ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ：ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนมีค่าน้อย และการเปลี่ยนแปลงปริมาตรมีค่าน้อยเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ซึ่งสามารถรักษาเสถียรภาพของมิติที่ดีได้ และไม่เกิดรอยแตกร้าวและการเสียรูปได้ง่าย
ขั้นตอนการผลิต
ส่วนใหญ่ผลิตจากวัตถุดิบ เช่น ทรายควอทซ์ และปิโตรเลียมโค้ก ผ่านการหลอมที่อุณหภูมิสูงในเตาเผาไฟฟ้าแบบต้านทาน กระบวนการเฉพาะมีดังนี้5 :
- การเตรียมวัตถุดิบ : เลือกทรายควอทซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงและปิโตรเลียมโค้กเป็นวัตถุดิบหลัก และดำเนินการเตรียมการเบื้องต้น เช่น การบดและการคัดกรอง เพื่อให้แน่ใจว่าขนาดอนุภาคและความบริสุทธิ์ของวัตถุดิบตรงตามข้อกำหนด
- การผสม : ผสมทรายควอทซ์ที่ได้รับการบำบัดล่วงหน้าและปิโตรเลียมโค้กในสัดส่วนที่กำหนด และเติมสารเติมแต่งที่เหมาะสมหากจำเป็น เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพปฏิกิริยาและคุณภาพของผลิตภัณฑ์
- การหลอมที่อุณหภูมิสูง : นำวัตถุดิบที่ผสมแล้วใส่ในเตาเผาไฟฟ้าแบบต้านทานและให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิสูงประมาณ 2,000°C เพื่อหลอม ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ปฏิกิริยาเคมีระหว่างทรายควอทซ์และปิโตรเลียมโค้กจะเกิดขึ้นเพื่อสร้างซิลิกอนคาร์ไบด์
- ขั้นตอนหลังการบำบัด : บล็อกซิลิกอนคาร์ไบด์ที่ได้จะถูกประมวลผลโดยการบด การล้างด้วยกรด-เบส การแยกด้วยแม่เหล็ก การคัดกรอง และกระบวนการอื่นๆ เพื่อกำจัดสิ่งเจือปนและได้ผลิตภัณฑ์ซิลิกอนคาร์ไบด์สีดำที่มีขนาดอนุภาคต่างกัน
แอปพลิเคชั่น
- เครื่องมือขัดและเจียร：ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเครื่องมือขัด เช่น ล้อเจียร กระดาษทราย สายพานขัด และแท่งเจียร สามารถใช้ในการเจียร ขัดเงา และตัดวัสดุต่างๆ เช่น โลหะ เซรามิก แก้ว และหิน1 2 4
- วัสดุทนไฟ : ใช้ในการผลิตอิฐทนไฟ เบ้าหลอม แผ่นบุเตาเผา และผลิตภัณฑ์ทนไฟอื่นๆ ซึ่งสามารถปรับปรุงความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและความทนทานต่อการสึกหรอของเตาเผา และยืดอายุการใช้งานของเตาเผาได้
- สาขาเซมิคอนดักเตอร์ : เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่สำคัญและสามารถใช้ในการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีกำลังไฟฟ้าสูง ความถี่สูง และอุณหภูมิสูง เช่น ทรานซิสเตอร์ ไดโอด และไทริสเตอร์ มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมและสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ได้
- การบินและอวกาศและการทหาร：เนื่องจากมีความแข็งสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และมีคุณสมบัติทางกลที่ดี จึงใช้ในการผลิตชิ้นส่วนการบินและอวกาศ เช่น ส่วนประกอบเครื่องยนต์เครื่องบิน ผิวปีก และกระสุนขีปนาวุธ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ทำเกราะป้องกันร่างกายและเกราะยานพาหนะเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพในการป้องกันได้อีกด้วย
- อุตสาหกรรมเคมี：สามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือวัสดุสำหรับการผลิตภาชนะปฏิกิริยาเคมี ซึ่งสามารถต้านทานการกัดกร่อนของสารเคมีและปรับปรุงประสิทธิภาพและความปลอดภัยของปฏิกิริยาเคมี