Carborundum (anyag)
A karborundum egy szilícium-karbid összetételű szintetikus anyag kereskedelmi [1] és műszaki neve, összetételében és tulajdonságaiban megfelel a moissanit ásványnak . Xing: szilícium-karbid . Tiszta formájában színtelen , gyémánt fényű kristályok , a műszaki termék zöld (98-99% SiC) és fekete (98% SiC).
A fekete szilícium-karbid 52C, 52C, 54C, 55C, zöld - 62C, 63C, 64C minőséget tartalmaz. [2]
Tűzálló (olvadáspont: 2830 °C), kémiailag ellenálló, keménysége a gyémánt- és bór-nitrid után a második . Csiszolóanyagként, valamint magas hőmérsékleten működő vegyi és kohászati berendezések alkatrészeinek gyártásához használják . Széles résű félvezetőről van szó (E g =2,2÷3,2 eV, módosítástól függően), melynek felhasználása az erősáramú és mikrohullámú elektronikában a magas üzemi hőmérséklet, elektromos szilárdság és jó hővezető képesség miatt ígéretes. A széles sávszélesség lehetővé teszi a szilícium-karbid felhasználását nagy teljesítményű LED -ek anyagaként (lásd a földgömböt ), lefedve a spektrum teljes látható tartományát. A szilícium-karbid félvezetőként való felhasználása jelenleg még csak most kezdődik, mivel nehéz előállítani a kiváló minőségű egykristályokat .
Az anyag jellemzői
Szilícium-karbid :
- Sűrűsége 3,05 g/cm³
- Összetétel 93% szilícium-karbid
- Hajlítószilárdság 320…350 MPa
- Nyomószilárdság 2300 MPa
- Rugalmassági modulus 380 GPa
- Keménység 87…92 HRC
- Repedésállóság 3,5-4,5 MPa m1/2 között,
- Hővezetési együttható 100 °C-on, 140-200 W/(m K)
- Coeff. hőtágulás 20-1000 °C, 3,5…4,0 K −1 ⋅10 −6
- Törési szívósság 3,5 MPa m1/2
Önkötő szilícium-karbid :
- Sűrűsége 3,1 g/cm³
- Összetétel 99% szilícium-karbid
- Hajlítószilárdság 350-450 MPa
- Nyomószilárdság 2500 MPa
- Rugalmassági modulus 390-420 GPa
- Keménység 90…95 HRC
- Repedésállóság 4-5 MPa m1/2-en belül,
- Hővezetési együttható 100 °C-on, 80-130 W/(m K)
- Coeff. hőtágulás 20-1000 °C, 2,8…4 K −1 ⋅10 −6
- Törési szívósság 5 MPa m1/2
VK6OM :
- Sűrűsége 14,8 g/cm³
- Összetétel Volfrámkarbid
- Hajlítószilárdság 1700…1900 MPa
- Nyomószilárdság 3500 MPa
- Rugalmassági modulus 550 GPa
- Keménység 90 HRA
- Repedésállóság 8-25 MPa m1/2-en belül,
- Hővezetési együttható 100 °C-on, 75…85 W/(m K)
- Coeff. hőtágulás 20-1000 °C, 4,5 K −1 ⋅10 −6
- Törési szívósság 10…15 MPa m1/2
Szilikonizált grafit SG-T :
- Sűrűsége 2,6 g/cm³
- Összetétel 50% szilícium-karbid
- Hajlítószilárdság 90…110 MPa
- Maximális nyomószilárdság 300…320 MPa
- Rugalmassági modulus 95 GPa
- Keménység 50…70 HRC
- Repedésállóság 2-3 MPa m1/2-en belül,
- Hővezetési együttható 10 °C-on, 100…115 W/(m K)
- Coeff. hőtágulás 20-1000 °C-on, 4,6 K −1 ⋅10 −6
- Törési szívósság 3…4 MPa m1/2
Hatókör
A szivattyúegységek mechanikus tömítőegységeiben lévő súrlódási párokat olajtermékek, cseppfolyósított gáz szivattyúzására használják. Szilícium-karbid vegyszerálló szivattyúkból készült alkatrészekkel (járókerék, tengely, súrlódó párok) készült és felszerelt, agresszív környezetben történő működéshez. Szilícium-karbid súrlódó párok, impregnált szíjcsapágyak helyett búvárszivattyú axiális csapágyegységekben
A szilícium-karbidot fúvókák és fúvókák gyártására is használják az üveg- és fémolvadási zónába gázokkal, kerámia szinterezéssel.
- Különböző méretű szilícium-karbid fúvókák:
- homokfúvó berendezésekhez;
- magas hőmérsékletű homokfúvó berendezésekhez (homokhőmérséklet kb. 1000 °C), amelyeket az olajipari és olajfinomító vállalatok szénlerakódásaitól való tisztítására használnak;
- gázkemencék fáklyáihoz, beleértve az üvegolvasztó kemencéket is, amelyek folyamatos működése több mint 2 év;
- Különféle méretű szilícium-karbid keverők gáztüzelésű üvegolvasztó kemencékhez kristályolvasztáshoz
- Különböző méretű szilícium-karbid lemezek 1400 °C-ig levegőben és 2000 °C-ig vákuumban működő kemencék béleléséhez;
- Az olyan olvasztókemencékben, ahol az ötvözet anyaga nem lép reakcióba szilíciummal vagy szilícium-karbiddal, a szilícium-karbid helyettesíti a platinát és a grafitot;
- Az óratokokhoz készült ötvözetek olvasztására szolgáló indukciós kemencékben,
szilícium-karbid tégelyek,
- Ékszerben (szintetikus kristályok 10 karátig );
- Páncéllemezek gyártásához, különféle védelmi rendszerekhez;
- Ígéretes anyagnak számít a félvezetőipar számára:
- Lézerek gyártására használják ;
- Nagy teljesítményű LED -ek gyártásához használják (9 wattig );
- Az anyag felhasználásával a mikroelektronikában aktívan végeznek kísérleteket;
- csiszolóanyagként.
- A cirkóniával együtt az ékszerekben a gyémánt olcsó analógjaként használják , és magas törésmutatója és a „fényjátékban való diszperziója ” miatt a moissanit még a gyémántot is felülmúlja. A moissanit azonban sokszor drágább, mint a cirkónia, és csak néhányszor olcsóbb, mint a gyémánt.
Jegyzetek
- ↑ E. Shvedkov, E. Denisenko, I. Kovno. Carborundum // Szótár-referenciakönyv a porkohászatról. - Kijev: "Naukova Dumka", 1982. - S. 81.
- ↑ V.S. Kushner, A.S. Vereshchak, A.G. Skhirtlazdze, D.A. Negrov, O. Yu. Borgunov. Anyagtudomány / szerk. V.S. Kushner. - OmGTU, 2008. - S. 176. - 232 p. Archiválva : 2022. március 16. a Wayback Machine -nél
Linkek