סיליקון קרבידהוא חומר מורכב המורכב מסיליקון (Si) ופחמן (C), עם נוסחה מולקולרית של SiC, שהיא שילוב של פחמן וסיליקון. זהו חומר אנאורגני שעמיד בפני טמפרטורות גבוהות, בלאי וקורוזיה. הקשיות שלו שנייה רק ליהלום, ויש לו תכונות מצוינות כמו חוזק בטמפרטורה גבוהה ואינריות כימית. סיליקון קרביד הוא חומר קרמי פונקציונלי וחומר מוליכים למחצה חשוב, והוא גם אחד הנקודות החמות במחקר הנוכחי של חומרים תעשייתיים חדשים.
מאפיינים עיקריים
1. עמידות בטמפרטורה גבוהה:לסיליקון קרביד יציבות טובה בטמפרטורה גבוהה ועמידות בחום, יכול לעבוד ביציבות לאורך זמן בסביבה בטמפרטורה גבוהה, ויכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות של עד 2700 מעלות.
2. מוליכות תרמית גבוהה:לסיליקון קרביד מוליכות תרמית גבוהה מאוד, שהיא פי 3-4 מזו של נחושת, ויכולה לפזר חום ביעילות.
3. עמידות בפני קורוזיה:לסיליקון קרביד עמידות טובה בפני קורוזיה ויכול לעבוד ביציבות במגוון אמצעים כימיים כגון חומצה, אלקלי ומלח.
4. חוזק גבוה:לסיליקון קרביד חוזק וחוזק מתיחה גבוהים, שהם יותר מפי 5 מפלדה.
5. קשיחות גבוהה:לסיליקון קרביד יש קשיחות ומודול אלסטי גבוה, והוא יכול לעמוד בעיוות ועיוות היטב.
6. רוחב פס פס:רוחב הפס של סיליקון קרביד גדול מזה של סיליקון, בדרך כלל 2.2-3.3 אלקטרונים וולט (eV), בעוד רוחב הפס של הסיליקון הוא בערך 1.1 eV.
7. מוליכות תרמית:המוליכות התרמית של סיליקון קרביד גבוהה מזו של סיליקון, ולכן לסיליקון קרביד ביצועי פיזור חום טובים יותר.
8. מוליכות חשמלית:ניידות האלקטרונים של סיליקון קרביד גבוהה מזו של סיליקון, והוא יכול להגיב לאותות חיצוניים מהר יותר, ולכן יש לו מהירות מיתוג גבוהה יותר.
שימושים עיקריים
1. שוחקים וכלי שחיקה:משמש בעיקר בייצור של גלגלי שחיקה, נייר זכוכית, חגורות שיוף, אבני שמן, בלוקי שחיקה, ראשי שחיקה, משחות שחיקה וסיליקון גבישי יחיד, סיליקון פוליקריסטלי במוצרים פוטו-וולטאיים וגבישים פיזואלקטריים בתעשיית האלקטרוניקה.
2. תחום מתכות:כמסיר חמצון מתכותי וחומר עמיד בטמפרטורה גבוהה. זה יכול לשמש כסוג חדש של מסיר חמצון מרוכב בתהליך ייצור הפלדה. בהשוואה לאבקת סיליקון ואבקת פחמן מסורתית, לסיליקון קרביד תכונות פיסיקליות וכימיות יציבות יותר, מהירות ניקוי חמצון מהירה יותר, זמן ניקוי חמצון קצר יותר, יכול לחסוך באנרגיה, לשפר את יעילות ייצור הפלדה, לשפר את איכות הפלדה, להפחית את צריכת חומרי הגלם והעזר, להפחית את זיהום הסביבה, ולשפר את היתרונות הכלכליים המקיפים של תנורים חשמליים.
3. תעשיית המוליכים למחצה:ניתן להשתמש בסיליקון קרביד חד גביש בטוהר גבוה לייצור מוליכים למחצה.
4. קרמיקה פונקציונלית וחומרי עקשן מתקדמים:סיליקון קרביד יכול לשמש גם לייצור קרמיקה פונקציונלית וחומרי עקשן מתקדמים.
5. תעשייה פוטו-וולטאית:מכשירים העשויים מסיליקון קרביד יכולים להמיר ביעילות אנרגיית שמש.
6. שדות אחרים:ניתן להשתמש בסיליקון קרביד גם לייצור סיבי סיליקון קרביד, מוטות ברק, רכיבי מעגל, שימוש בטמפרטורה נמוכה, גלאי אולטרה סגול, חומרים מבניים, גיאוגרפיה, בלמי דיסק, מצמדים, מסנני חלקיקי דיזל, פירומטרים של חוטים, סרטים קרמיים, כלי חיתוך, חימום אלמנטים, דלק גרעיני, תכשיטים, פלדה, ציוד מגן, נושאי זרזים ותחומים אחרים.
מהם היתרונות על פני מסיר חמצון מסורתי?
1. יציבות טובה:למסיר חמצון סיליקון קרביד יש תכונות פיסיקליות וכימיות יציבות יותר מאבקת סיליקון ואבקת פחמן מסורתית.
2. אפקט ניקוי חמצון טוב:לסיליקון קרביד מהירות התחמצנות מהירה, היווצרות סיגים מוקדמת, אווירה מצמצמת חזקה וקצף עשיר מאוד, שיכול להפחית את תכולת החמצן בפלדה ולהשיג את מטרת ההתחמצנות של פלדה מותכת.
3. שפר את קצב ספיגת האלמנטים:סיליקון קרביד יכול גם לשפר ביעילות את קצב הספיגה של יסודות.
4. הפחת עלויות:סיליקון קרביד יכול להחליף את מסיר החמצון המסורתי היקר יותר אבקת פרוסיליקון ואבקת סגסוגת כדי להפחית את עלויות ייצור הפלדה.
5. שפר את איכות הפלדה:השימוש במסיר חמצון סיליקון קרביד יכול לשפר את איכות הפלדה, לייצב את איכות הפלדה המותכת, לעדן את הגרגירים ולהסיר זיהומים מזיקים בפלדה מותכת.
6. הגנת הסביבה:השימוש בסיליקון קרביד יכול להפחית את זיהום הסביבה.
