Produktinnføring og anvendelse av svart silisiumkarbid
Svart silisiumkarbid(forkortet svart silisiumkarbid) er et kunstig ikke-metallisk materiale laget av kvartsand og petroleumskoks som hovedråmaterialer og smeltet ved høy temperatur i en motstandsovn. Det har et svartgrått eller mørksvart utseende, ekstremt høy hardhet, god varmeledningsevne og kjemisk stabilitet. Det er et utmerket industrielt råmateriale og er mye brukt i slipemidler, ildfaste materialer, metallurgi, keramikk, elektronikk og andre felt.
Ⅰ. Ytelsesegenskaper for svart silisiumkarbid
Mohs-hardheten tilsvart silisiumkarbider så høy som 9,2, nest etter diamant og kubisk bornitrid, og har ekstremt sterk slitestyrke og slagfasthet. Smeltepunktet er omtrent 2700 °C, og den kan opprettholde strukturell stabilitet i miljøer med høy temperatur og er ikke lett å dekomponere eller deformere. I tillegg har den god varmeledningsevne og en lav termisk ekspansjonskoeffisient, og viser fortsatt utmerket termisk sjokkstabilitet under høye temperaturer og høye trykkforhold.
Når det gjelder kjemiske egenskaper, har svart silisiumkarbid god korrosjonsbestandighet mot syrer og alkalier, og er spesielt egnet for industriell bruk i tøffe miljøer. Den høye konduktiviteten gjør det også til et alternativt materiale for visse elektriske oppvarmingsmaterialer og halvlederfelt.
Ⅱ. Hovedproduktformer og spesifikasjoner
Svart silisiumkarbid kan lages i forskjellige former i henhold til forskjellige partikkelstørrelser og bruksområder:
Blokkmateriale: store krystaller etter smelting, ofte brukt til opparbeiding eller som metallurgiske tilsetningsstoffer;
Granulær sand (F-sand/P-sand): brukes til å lage slipeskiver, sandblåsingsslipemidler, sandpapir osv.;
Mikropulver (W-, D-serien): brukes til ultrapresisjonssliping, polering, keramisk sintring, etc.;
Nano-nivå mikropulver: brukes til avansert elektronisk keramikk, termisk ledende komposittmaterialer, etc.
Partikkelstørrelsen varierer fra F16 til F1200, og partikkelstørrelsen på mikropulver kan nå nanometernivå, som kan tilpasses i henhold til de tekniske kravene til forskjellige bruksområder.
Ⅲ. Hovedbruksområder for svart silisiumkarbid
1. Slipemidler og slipeverktøy
Slipemidler er de mest tradisjonelle og mest brukte bruksområdene for svart silisiumkarbid. Ved å dra nytte av sin høye hardhet og selvslipende egenskaper, kan svart silisiumkarbid brukes til å produsere forskjellige slipeprodukter, som slipeskiver, skjæreskiver, sandpapir, slipehoder, slipepastaer osv., som er egnet for sliping og bearbeiding av materialer som støpejern, stål, ikke-jernholdige metaller, keramikk, glass, kvarts og sementprodukter.
Fordelene er rask slipehastighet, ikke lett å tette seg, og høy prosesseringseffektivitet. Det er mye brukt i metallbearbeiding, maskinproduksjon, bygningsdekorasjon og andre industrier.
2. Ildfaste materialer
På grunn av sin høye temperaturstabilitet og korrosjonsbestandighet er svart silisiumkarbid mye brukt innen høytemperatur ildfaste materialer. Det kan lages til silisiumkarbidstein, ovnsforinger, digler, termoelementbeskyttelsesrør, ovnverktøy, dyser, tuyerestein, etc., og er mye brukt i høytemperaturindustrier som metallurgi, ikke-jernholdige metaller, elektrisitet, glass, sement, etc., for å forlenge utstyrets levetid og forbedre driftssikkerheten.
I tillegg har silisiumkarbidmaterialer gode antioksidantegenskaper i oksiderende atmosfærer med høy temperatur og er egnet for bruk i viktige deler av varme masovner, masovner og annet utstyr.
3. Metallurgisk industri
I metallurgiske prosesser som stålproduksjon og støping kan svart silisiumkarbid brukes som deoksidasjonsmiddel, oppvarmingsmiddel og rekarburiseringsmiddel. På grunn av det høye karboninnholdet og den raske varmeutløsningen kan det effektivt forbedre smelteeffektiviteten og forbedre kvaliteten på smeltet stål. Samtidig kan det også redusere urenhetsinnholdet i smelteprosessen og spille en rolle i rensing av smeltet stål.
Noen stålverk tilsetter også en viss andel silisiumkarbid for å justere sammensetningen i smeltingen av støpejern og duktilt jern for å spare kostnader og forbedre ytelsen til støpegods.
4. Keramikk og elektroniske materialer
Svart silisiumkarbid er også et viktig råmateriale for funksjonell keramikk. Det kan brukes til å fremstille strukturell keramikk, slitesterk keramikk, termisk ledende keramikk, etc., og har brede muligheter innen elektronikk, kjemisk industri, maskineri, etc. Det har utmerket varmeledningsevne, med en varmeledningsevne på opptil 120 W/m·K, og brukes ofte i termisk ledende varmeavledningsmaterialer, termiske grensesnittmaterialer og LED-varmeavledningskomponenter.
I tillegg har silisiumkarbid gradvis kommet inn i feltet krafthalvledere og blitt basismaterialet for høytemperatur- og høyspenningsenheter. Selv om renheten til svart silisiumkarbid er litt lavere enn for grønt silisiumkarbid, brukes det også i noen mellom- og lavspenningselektroniske produkter.
5. Fotovoltaisk og ny energiindustri
Svart silisiumkarbidpulver er mye brukt i skjæring av silisiumskiver i solcelleindustrien. Som slipemiddel i diamanttrådskjæreprosessen har det fordelene med høy hardhet, sterkskjæringkraft, lavt tap og glatt skjæreoverflate, noe som bidrar til å forbedre skjæreeffektiviteten og utbyttet av silisiumskiver og redusere tapsraten og produksjonskostnadene for skiver.
Med den kontinuerlige utviklingen av ny energi og nye materialteknologier utvikles silisiumkarbid også for nye felt som negative elektrodetilsetninger for litiumbatterier og keramiske membranbærere.
Ⅳ. Sammendrag og fremtidsutsikter
Svart silisiumkarbid spiller en uerstattelig rolle i mange industrifelt med sine utmerkede mekaniske, termiske og kjemiske egenskaper. Med kontinuerlig utvikling av produksjonsteknologi, kontroll av produktpartikkelstørrelse, renhetsraffinering og kontinuerlig utvidelse av bruksområder, utvikler svart silisiumkarbid seg mot høy ytelse og presisjon.
I fremtiden, med den raske veksten av industrier som ny energi, elektronisk keramikk, high-endsliping og intelligent produksjon, vil svart silisiumkarbid spille en stadig viktigere rolle innen high-end produksjon og bli en kjernekomponent i det avanserte materialteknologisystemet.