کاربید سیلیکون سیاه (SiC) یک ماده مصنوعی با سختی بالا، مقاومت در برابر سایش بالا، مقاومت در برابر دمای بالا و پایداری شیمیایی عالی است. عمدتاً از ماسه کوارتز، کک نفتی و سایر مواد خام ذوب شده در کوره الکتریکی با دمای بالا ساخته شده است. طیف وسیعی از کاربردها را دارد و زمینه های صنعتی متعددی را پوشش می دهد. برنامه های اصلی زیر هستند:
—
1. ساینده ها و ابزار برش
– مواد ساینده: کاربید سیلیکون سیاه به دلیل سختی زیاد (سختی Mohs 9.2) در ساخت چرخ های سنگ زنی، کاغذ سنباده، سر سنگ زنی و … کاربرد فراوانی دارد. برای سنگ زنی مواد کم استحکام مانند شیشه، سرامیک، سنگ و چدن مناسب است.
– ابزار برش: به عنوان ماده اولیه برای برش دیسک، در فرآوری سنگ، برش فلز و سایر زمینه ها به ویژه برای برش مواد شکننده استفاده می شود.
—
2. مواد نسوز
– کاربردهای صنعتی در دمای بالا: مقاومت دمای بالای کاربید سیلیکون سیاه (نقطه ذوب حدود 2700 درجه سانتیگراد) آن را به یک ماده ایده آل برای آسترهای کوره، آجرهای نسوز و قطعات ریخته گری تبدیل می کند. در تجهیزات با دمای بالا در صنایع متالورژی، سرامیک، شیشه و سایر صنایع استفاده می شود.
– مقاومت در برابر خوردگی: عملکرد عالی در دمای بالا و محیط های خوردگی شیمیایی (مانند کوره های فولادسازی).
—
3. قطعات مقاوم در برابر سایش و ضربه
– قطعات مقاوم در برابر سایش صنعتی: برای ساخت حلقه های آب بندی مکانیکی، نازل های سندبلاست، قطعات پمپ گل و غیره، مناسب برای محیط های خشن مانند معدن و صنایع شیمیایی استفاده می شود.
– مواد ضد گلوله: به دلیل سختی بالا و مقاومت در برابر ضربه، می توان آن را با سایر مواد برای تجهیزات حفاظتی ترکیب کرد.
| آنالیز شیمیایی معمولی | خصوصیات فیزیکی معمولی | ||
| SiC | ≥98٪ | سختی: | Mohs: 9.15 |
| SiO2 | ≤1% | نقطه ذوب: | سابلیم در 2250 ℃ |
| H2O3 | ≤0.5٪ | حداکثر دمای سرویس: | 1900 ℃ |
| Fe2O3 | ≤0.3٪ | وزن مخصوص: | 3.2-3.45 گرم بر سانتی متر مکعب |
| اف سی | ≤0.3٪ | چگالی ظاهری (LPD): | 1.2-1.6 گرم بر سانتی متر مکعب |
| محتوای مغناطیسی | ≤0.02٪ | رنگ: | مشکی |
| شکل ذرات: | شش ضلعی | ||
—
4. زمینه های الکترونیکی و نیمه هادی
– زیرلایه اجزای الکترونیکی: اگرچه خلوص کمتر از کاربید سیلیکون سبز است، کاربید سیلیکون سیاه هنوز برای تولید عناصر گرمایش الکتریکی (مانند میله های گرمایش مقاومتی)، بسترهای اتلاف حرارت تخته مدار، و غیره استفاده می شود
. برای برش ویفر سیلیکونی برای بهبود راندمان برش.
—
5. سرامیک و مواد کامپوزیت
– مواد تقویت کننده: به عنوان یک افزودنی برای مواد کامپوزیت بر پایه سرامیک یا فلز، استحکام، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر دمای بالا را بهبود می بخشد و در هوا فضا، لنت ترمز خودرو و غیره استفاده می شود.
—
6. زمینه های شیمیایی و حفاظت از محیط زیست
– تجهیزات مقاوم در برابر خوردگی: برای راکتورها و پوشش خطوط لوله برای مقاومت در برابر خوردگی اسیدی و قلیایی قوی استفاده می شود.
– مواد فیلتر: به عنوان رسانه فیلتر در تصفیه گازهای دودکش در دمای بالا، مانند عناصر فیلتر جمع کننده گرد و غبار استفاده می شود.
—
7. کاربردهای دیگر
– پردازش جواهرات: برای برش و پرداخت سنگ های قیمتی استفاده می شود.
– مواد پوشش: به عنوان پوشش های مقاوم در برابر سایش و مقاوم در برابر خوردگی بر روی سطوح فلزی استفاده می شود.
تفاوت با کاربید سیلیکون سبز
کاربید سیلیکون سیاه دارای خلوص کمتر (حدود 95٪ – 98٪) و هزینه کمتر است و برای سناریوهایی با نیازهای خلوص پایین مناسب است. کاربید سیلیکون سبز دارای خلوص بالاتر (≥99٪) و سختی کمی بهتر است و عمدتاً برای پردازش دقیق کاربید سیمانی، تراشه های نیمه هادی و غیره استفاده می شود.
به طور خلاصه، کاربید سیلیکون سیاه با خواص منحصر به فرد خود نقش مهمی در تولید صنعتی، مواد جدید، انرژی و سایر زمینه ها ایفا می کند و یک ماده کلیدی برای بهبود کارایی و دوام است.
توزیع اندازه کاربید سیلیکون سیاه
| تعیین شن | قطر متوسط بر حسب um |
| F12 | 1765 |
| F14 | 1470 |
| F16 | 1230 |
| F20 | 1040 |
| F22 | 885 |
| F24 | 745 |
| F30 | 625 |
| F36 | 525 |
| F40 | 438 |
| F46 | 370 |
| F54 | 310 |
| F60 | 260 |
| F70 | 218 |
| F80 | 185 |
| F90 | 154 |
| F100 | 129 |
| F120 | 109 |
| F150 | 82 |
| F180 | 69 |
| F220 | 58 |
| JIS Grit Size | D0 (میکرون) | D3 (میکرون) | D50 (میکرون) | D94 (میکرون) |
| #240 | ≤ 127 | ≤ 103 | 57.0±3.0 | ≥ 40 |
| #280 | ≤ 112 | ≤ 87 | 48.0±3.0 | ≥ 33 |
| #320 | ≤ 98 | ≤ 74 | 2.5±40.0 | ≥ 27 |
| #360 | ≤ 86 | ≤ 66 | 2.0±35.0 | ≥ 23 |
| #400 | ≤ 75 | ≤ 58 | 30.0±2.0 | ≥ 20 |
| #500 | ≤ 63 | ≤ 50 | 25.0±2.0 | ≥ 16 |
| #600 | ≤ 53 | ≤ 41 | 20.0±1.5 | ≥ 13 |
| #700 | ≤ 45 | ≤ 37 | 17.0±1.5 | ≥ 11 |
| #800 | ≤ 38 | ≤ 31 | 14.0±1.0 | ≥ 9.0 |
| #1000 | ≤ 32 | ≤ 27 | 11.5.±1.0 | ≥ 7.0 |
| #1200 | ≤ 27 | ≤ 23 | 9.5±0.8 | ≥ 5.5 |
| #1500 | ≤ 23 | ≤ 20 | 0.6±8.0 | ≥ 4.5 |
| #2000 | ≤ 19 | ≤ 17 | 6.7±0.6 | ≥ 4.0 |
| #2500 | ≤ 16 | ≤ 14 | 5.5±0.5 | ≥ 3.0 |
| #3000 | ≤ 13 | ≤ 11 | 0.5±4.0 | ≥ 2.0 |
| #4000 | ≤ 11 | ≤ 8.0 | 0.4±3.0 | ≥ 1.8 |