Untbleating fan 'e unike eigenskippen en tapassingsperspektiven fan griene silisiumkarbide mikropoeier
Yn it hjoeddeiske hightech materiaalfjild wurdt grien silisiumkarbide mikropoeier stadichoan it middelpunt fan 'e oandacht yn 'e materiaalwittenskiplike mienskip mei syn unike fysike en gemyske eigenskippen. Dizze ferbining, besteande út koalstof- en silisiumeleminten, hat brede tapassingsperspektiven sjen litten yn in protte yndustriële fjilden fanwegen syn spesjale kristalstruktuer en poerbêste prestaasjes. Dit artikel sil de unike eigenskippen fan grien silisiumkarbide mikropoeier en syn tapassingspotinsjeel yn ferskate fjilden yngeand ûndersykje.
1. Basis skaaimerken fan griene silisiumkarbide mikropoeder
Grien silisiumkarbid (SiC) is in syntetysk superhurd materiaal en heart ta in kovalente bânferbining. De kristalstruktuer presintearret in hexagonaal systeem mei in diamant-eftige opset. Grien silisiumkarbid-mikropoeier ferwiist meastentiids nei poeierprodukten mei in dieltsjegrutteberik fan 0.1-100 mikron, en de kleur presintearret in ferskaat oan toanen fan ljochtgrien oant donkergrien fanwegen ferskillende suverens- en ûnreinheidsgehalte.
Fanút de mikroskopyske struktuer foarmet elk silisiumatoom yn 'e griene silisiumkarbidkristal in tetraëdryske koördinaasje mei fjouwer koalstofatomen. Dizze sterke kovalente bânstruktuer jout it materiaal in ekstreem hege hurdens en gemyske stabiliteit. It is it neamen wurdich dat de Mohs-hurdens fan grien silisiumkarbid 9.2-9.3 berikt, twadde allinich nei diamant en kubysk boornitride, wat it ûnferfangber makket op it mêd fan skuurmiddels.
2. Unike eigenskippen fan griene silisiumkarbide mikropoeder
1. Uitstekende meganyske eigenskippen
It meast opfallende skaaimerk fan grien silisiumkarbid mikropoeier is syn ekstreem hege hurdens. Syn Vickers-hurdens kin 2800-3300 kg/mm² berikke, wêrtroch't it goed presteart by it ferwurkjen fan hurde materialen. Tagelyk hat grien silisiumkarbid ek in goede druksterkte en kin it noch altyd in hege meganyske sterkte behâlde by hege temperatueren. Dizze funksje makket it mooglik om it te brûken yn ekstreme omjouwings.
2. Uitstekende termyske eigenskippen
De termyske geliedingsfermogen fan grien silisiumkarbid is sa heech as 120-200W/(m·K), wat 3-5 kear sa heech is as dat fan gewoan stiel. Dizze poerbêste termyske geliedingsfermogen makket it in ideaal waarmteôffiermateriaal. Wat noch ferrassender is, is dat de termyske útwreidingskoëffisjint fan grien silisiumkarbid mar 4.0 × 10⁻⁶/℃ is, wat betsjut dat it poerbêste dimensjonele stabiliteit hat as de temperatuer feroaret, en gjin dúdlike deformaasje sil produsearje troch termyske útwreiding en krimp.
3. Uitstekende gemyske stabiliteit
Wat gemyske eigenskippen oanbelanget, lit grien silisiumkarbid ekstreem sterke ynertheid sjen. It kin de korrosje fan de measte soeren, alkaliën en sâltoplossingen wjerstean, en kin sels by hege temperatueren stabyl bliuwe. Eksperiminten litte sjen dat grien silisiumkarbid noch altyd in goede stabiliteit kin behâlde yn in oksidearjende omjouwing ûnder 1000 ℃, wat it potinsjeel makket foar langduorjend gebrûk yn korrosive omjouwings.
4. Spesjale elektryske eigenskippen
Grien silisiumkarbid is in healgeleidermateriaal mei in brede bandgapbreedte fan 3.0 eV, wat folle grutter is as de 1.1 eV fan silisium. Dizze funksje makket it mooglik om hegere spanningen en temperatueren te wjerstean, en hat unike foardielen op it mêd fan krêftelektronika. Derneist hat grien silisiumkarbid ek in hege elektronmobiliteit, wat it mooglik makket om hege-frekwinsje-apparaten te ûntwikkeljen.
3. Tariedingsproses fan griene silisiumkarbide mikropoeder
De tarieding fan grien silisiumkarbid-mikropoeier brûkt benammen it Acheson-proses. Dizze metoade mingt kwartsân en petroleumkoks yn in bepaalde ferhâlding en ferwaarme se oant 2000-2500 ℃ yn in wjerstânsoven foar reaksje. It blokkerige griene silisiumkarbid dat ûntstiet troch de reaksje ûndergiet prosessen lykas ferpletterjen, sortearjen en beitsjen om úteinlik mikropoeierprodukten fan ferskate dieltsjegrutte te krijen.
Yn 'e lêste jierren, mei de foarútgong fan technology, binne der nije tariedingsmetoaden ûntstien. Gemyske dampôfsetting (CVD) kin grien silisiumkarbidpoeier op nanoskaal mei hege suverens tariede; de sol-gel-metoade kin de dieltsjegrutte en morfology fan it poeier sekuer kontrolearje; de plasmametoade kin trochgeande produksje berikke en de produksjeeffisjinsje ferbetterje. Dizze nije prosessen biede mear mooglikheden foar de prestaasjesoptimalisaasje en útwreiding fan tapassing fan grien silisiumkarbidmikropoeier.
4. Wichtichste tapassingsgebieten fan griene silisiumkarbide mikropoeder
1. Presyzje slypjen en polearjen
As in superhurd skuurmiddel wurdt grien silisiumkarbid-mikropoeier in soad brûkt yn 'e presyzjeferwurking fan sementearre karbid, keramyk, glês en oare materialen. Yn 'e healgeleideryndustry wurdt grien silisiumkarbidpoeier mei hege suverens brûkt foar it polijsten fan silisiumwafers, en de snijprestaasjes binne better as dy fan tradisjonele aluminiumoxide-skuurmiddels. Op it mêd fan ferwurking fan optyske komponinten kin grien silisiumkarbidpoeier oerflakrûchheid op nanoskaal berikke en foldwaan oan 'e ferwurkingseasken fan optyske komponinten mei hege presyzje.
2. Avansearre keramyske materialen
Grien silisiumkarbidpoeier is in wichtige grûnstof foar de tarieding fan hege prestaasjeskeramyk. Strukturele keramyk mei poerbêste meganyske eigenskippen en termyske stabiliteit kin makke wurde troch hjitpersen-sinterjen of reaksjesinterjen. Dit type keramyk materiaal wurdt in soad brûkt yn wichtige komponinten lykas meganyske ôfslutingen, lagers en nozzles, foaral yn rûge wurkomstannichheden lykas hege temperatuer en korrosje.
3. Elektroanika en healgeleiderapparaten
Op it mêd fan elektroanika wurdt grien silisiumkarbidpoeier brûkt om healgeleidermaterialen mei in brede bânkloof te meitsjen. Stromapparaten basearre op grien silisiumkarbid hawwe wurkeigenskippen foar hege frekwinsje, hege spanning en hege temperatuer, en litte in grut potinsjeel sjen yn nije enerzjyauto's, tûke netwurken en oare fjilden. Undersyk hat oantoand dat griene silisiumkarbid-stroomapparaten it enerzjyferlies mei mear as 50% kinne ferminderje yn ferliking mei tradisjonele apparaten op basis fan silisium.
4. Kompositfersterking
It tafoegjen fan grien silisiumkarbidpoeier as fersterkingsfaze oan in metaal- of polymeermatrix kin de sterkte, hurdens en slijtvastheid fan it gearstalde materiaal signifikant ferbetterje. Yn 'e loftfeartsektor wurde op aluminium basearre silisiumkarbidkompositen brûkt om lichtgewicht en heechsterkte strukturele ûnderdielen te meitsjen; yn 'e auto-yndustry litte silisiumkarbidfersterke remblokken poerbêste hege-temperatuerresistinsje sjen.
5. Refraktêre materialen en coatings
Troch gebrûk te meitsjen fan de hege-temperatuerstabiliteit fan grien silisiumkarbid kinne hege-prestaasjes refraktêre materialen taret wurde. Yn 'e stielsmeltyndustry wurde refraktêre silisiumkarbidstiennen in soad brûkt yn hege-temperatuerapparatuer lykas heechovens en omsetters. Derneist kinne silisiumkarbidcoatings poerbêste beskerming tsjin slijtage en korrosje biede foar it basismateriaal, en wurde se brûkt yn gemyske apparatuer, turbineblêden en oare fjilden.