הצגת מוצר ויישום של סיליקון קרביד שחור
סיליקון קרביד שחור(בקיצור סיליקון קרביד שחור) הוא חומר מלאכותי לא מתכתי העשוי מחול קוורץ וקוק נפט כחומרי הגלם העיקריים, המותך בטמפרטורה גבוהה בתנור התנגדות. יש לו מראה שחור-אפור או שחור כהה, קשיות גבוהה במיוחד, מוליכות תרמית טובה ויציבות כימית. זהו חומר גלם תעשייתי מצוין והוא נמצא בשימוש נרחב בחומרי שוחקים, חומרים עקשן, מטלורגיה, קרמיקה, אלקטרוניקה ותחומים אחרים.
1. מאפייני ביצועים של סיליקון קרביד שחור
קשיות מוס שלסיליקון קרביד שחורהוא גבוה עד 9.2, שני רק ליהלום ובורון ניטריד קובי, ובעל עמידות חזקה במיוחד בפני שחיקה ועמידות בפני פגיעות. נקודת ההיתוך שלו היא כ-2700 מעלות צלזיוס, והוא יכול לשמור על יציבות מבנית בסביבות טמפרטורה גבוהה ואינו מתפרק או מעוות בקלות. בנוסף, יש לו מוליכות תרמית טובה ומקדם התפשטות תרמית נמוך, ועדיין מראה יציבות מצוינת בפני הלם תרמי בתנאי טמפרטורה ולחץ גבוהים.
מבחינת תכונות כימיות, לסיליקון קרביד שחור עמידות טובה בפני קורוזיה בחומצות ובסיסים, והוא מתאים במיוחד לשימוש תעשייתי בסביבות קשות. המוליכות הגבוהה שלו הופכת אותו גם לחומר חלופי עבור חומרי חימום חשמליים מסוימים ותחומי מוליכים למחצה.
Ⅱ. צורות ומפרטים עיקריים של המוצר
ניתן לייצר סיליקון קרביד שחור בצורות שונות בהתאם לגדלים ולשימושים שונים של חלקיקים:
חומר בלוק: גבישים גדולים לאחר התכה, משמשים לעתים קרובות לעיבוד מחדש או כתוספים מטלורגיים;
חול גרגירי (חול F/חול P): משמש לייצור גלגלי השחזה, חומרי שיוף להתזת חול, נייר זכוכית וכו';
אבקת מיקרו (סדרות W, D): משמשת לטחינה, ליטוש, סינטור קרמי וכו' במדויק;
אבקת מיקרו ברמת ננו: משמשת לקרמיקה אלקטרונית מתקדמת, חומרים מרוכבים מוליכים תרמית וכו'.
גודל החלקיקים נע בין F16 ל- F1200, וגודל החלקיקים של אבקת מיקרו יכול להגיע לרמת ננומטרי, אותה ניתן להתאים אישית בהתאם לדרישות הטכניות של תחומי יישום שונים.
Ⅲ. תחומי יישום עיקריים של סיליקון קרביד שחור
1. כלי שיוף והשחזה
חומרי שיוף הם תחומי היישום המסורתיים והנפוצים ביותר של סיליקון קרביד שחור. ניצול קשיותו הגבוהה ותכונות ההשחזה העצמית שלו, ניתן להשתמש בסיליקון קרביד שחור לייצור מוצרי שיוף שונים, כגון גלגלי השחזה, דיסקיות חיתוך, נייר זכוכית, ראשי השחזה, משחות השחזה וכו', המתאימים לטחינה ועיבוד של חומרים כגון ברזל יצוק, פלדה, מתכות לא ברזליות, קרמיקה, זכוכית, קוורץ ומוצרי צמנט.
יתרונותיו הם מהירות טחינה מהירה, חוסר סתימה קל ויעילות עיבוד גבוהה. הוא נמצא בשימוש נרחב בעיבוד מתכות, ייצור מכונות, קישוט מבנים ותעשיות אחרות.
2. חומרים עקשן
בשל יציבותו בטמפרטורה גבוהה ועמידותו בפני קורוזיה, סיליקון קרביד שחור נמצא בשימוש נרחב בתחום חומרים חסיני אש בטמפרטורה גבוהה. ניתן לייצר ממנו לבני סיליקון קרביד, ציפויי תנור, כורי היתוך, צינורות הגנה תרמיים, כלי תנור, חרירים, לבני טויר וכו', והוא נמצא בשימוש נרחב בתעשיות בטמפרטורה גבוהה כגון מטלורגיה, מתכות לא ברזליות, חשמל, זכוכית, מלט וכו', כדי להאריך את חיי הציוד ולשפר את בטיחות התפעול.
בנוסף, לחומרי סיליקון קרביד יש תכונות נוגדות חמצון טובות באטמוספרות מחמצנות בטמפרטורה גבוהה והם מתאימים לשימוש בחלקים מרכזיים של תנורי פיצוץ חמים, תנורי פיצוץ וציוד אחר.
3. תעשיית המתכת
בתהליכים מתכות כגון ייצור פלדה ויציקה, ניתן להשתמש בסיליקון קרביד שחור כחומר דה-אוקסידייזר, חומר חימום ומחזר קרבוריזציה. בשל תכולת הפחמן הגבוהה שלו ושחרור החום המהיר שלו, הוא יכול לשפר ביעילות את יעילות ההתכה ואת איכות הפלדה המותכת. יחד עם זאת, הוא יכול גם להפחית את תכולת הטומאה בתהליך ההתכה ולמלא תפקיד בטיהור הפלדה המותכת.
חלק ממפעלי הפלדה מוסיפים גם כמות מסוימת של סיליקון קרביד כדי להתאים את ההרכב בהיתוך ברזל יצוק וברזל רקיע כדי לחסוך בעלויות ולשפר את ביצועי היציקות.
4. קרמיקה וחומרים אלקטרוניים
סיליקון קרביד שחור הוא גם חומר גלם חשוב לקרמיקה פונקציונלית. ניתן להשתמש בו להכנת קרמיקה מבנית, קרמיקה עמידה בפני שחיקה, קרמיקה מוליכה תרמית וכו', ויש לו פוטנציאל רחב בתחומי האלקטרוניקה, התעשייה הכימית, המכונות וכו'. יש לו מוליכות תרמית מצוינת, עם מוליכות תרמית של עד 120 W/m·K, והוא משמש לעתים קרובות בחומרי פיזור חום מוליכים תרמית, חומרי ממשק תרמי ורכיבי פיזור חום LED.
בנוסף, סיליקון קרביד נכנס בהדרגה לתחום מוליכים למחצה להספק והפך לחומר הבסיסי להתקנים בטמפרטורה גבוהה ובמתח גבוה. למרות שטוהר הסיליקון קרביד השחור מעט נמוך מזה של הסיליקון קרביד הירוק, הוא משמש גם בכמה מוצרים אלקטרוניים במתח בינוני ונמוך.
5. תעשיות פוטו-וולטאיות ואנרגיה חדשה
אבקת סיליקון קרביד שחורה נמצאת בשימוש נרחב בחיתוך פרוסות סיליקון בתעשייה הפוטו-וולטאית. כחומר שוחק בתהליך חיתוך חוטי יהלום, יש לה יתרונות של קשיות גבוהה, חוזקגְזִירָהכוח, הפסד נמוך ומשטח חיתוך חלק, המסייעים לשפר את יעילות החיתוך והתפוקה של פרוסות סיליקון ולהפחית את קצב אובדן הפרוסות ואת עלויות הייצור.
עם הפיתוח המתמשך של אנרגיה חדשה וטכנולוגיות חומרים חדשות, סיליקון קרביד מפותח גם עבור תחומים מתפתחים כגון תוספי אלקטרודה שלילית לסוללות ליתיום ונושאי ממברנה קרמיים.
סיכום ותחזית
סיליקון קרביד שחור ממלא תפקיד שאין לו תחליף בתחומים תעשייתיים רבים בזכות תכונותיו המכניות, התרמיות והכימיות המצוינות. עם ההתקדמות המתמשכת של טכנולוגיית הייצור, בקרת גודל החלקיקים של המוצר, זיקוק טוהר המוצר וההתרחבות המתמשכת של תחומי היישום, סיליקון קרביד שחור מתפתח לעבר ביצועים ודיוק גבוהים.
בעתיד, עם העלייה המהירה של תעשיות כגון אנרגיה חדשה, קרמיקה אלקטרונית, מוצרי יוקרהשְׁחִיקָה וייצור חכם, סיליקון קרביד שחור ימלא תפקיד חשוב יותר ויותר בתחום הייצור היוקרתי ויהפוך למרכיב מרכזי במערכת טכנולוגיית חומרים מתקדמת.