آشنایی با سیلیکون کاربید
سیلیکون کاربید یا کاربید سیلیسیم (Silicon carbide) یا کربوراندم (Carborundum) با فرمول شیمیایی Sic یک ماده معدنی نادر و کمیاب در طبیعت می باشد. این ماده به صورت جامد بلوری بوده و نمونه های خالص آن معمولا بی رنگ و شفاف می باشند. در صورتی که به سیلیکون کاربید برخی ناخالصی ها نظیر آلومینیوم و یا نیتروژن اضافه گردد، رنگ آن بسته به میزان ناخالصی اضافه شده به رنگ سبز یا آبی تبدیل خواهد شد. این ماده از ترکیب سیلیکون و کربن ساخته شده و به دلیل برخورداری از ویژگی هایی نظیر مقاومت مکانیکی بالا، نیمه هادی و همچنین سرامیکی بودن، در بسیاری از صنایع به خصوص صنایع ساخت دستگاه های ولتاژ بالا و واکنش سریع از آن استفاده می شود.
سیلیکون کاربید برای اولین بار در سال 1891 و توسط آچسون کشف شد و در حال حاضر به عنوان یکی از مهم ترین و پرکاربردترین مواد سرامیکی صنعتی در جهان شناخته می شود. از این ماده امروزه به عنوان یک ماده افزودنی در تولید فولاد، سرامیک و مواد ساینده استفاده می شود. در حال حاضر برای استفاده از این ماده در صنایع مختلف، تولید آن به سه شکل انجام می گیرد که عبارتند از:
- سیلیکون کارباید پیوندی با نیترید (NBSC)
- سیلیکون کارباید متخلخل (SSC)
- سیلیکون کارباید واکنشی (RBSC)
البته تولید این ماده به شکل های مختلفی نظیر کاربید پیوندی رس و همچنین سیلیکون کاربید رسوب یافته انجام می گیرد که از کاربرد کمتری برخوردار هستند. در ادامه به صورت کامل در رابطه با روش های تولید و همچنین موارد کاربرد این ماده صحبت خواهیم کرد.
سیلیکون کاربید
روش های تولید سیلیکون کاربید
همانطور که گفته شد سیلیکون کاربید یک ماده معدنی بسیار نادر و کمیاب است و به دلیل کاربرد بسیار گسترده آن، امروزه تولید آن به صورت مصنوعی و به روش سنتز انجام می گیرد. از سال 1893 تا کنون پودر آن به صورت انبوه به صورت کاملا مصنوعی تولید شده و برای ساخت مواد ساینده مورد استفاده قرار می گیرد. روش سينتتیک یا روش آچسون به عنوان روش مصنوعی تولید سیلیکون کاربید شناخته شده و در این روش ابتدا سیلیس خالص با کک نفتی آسیاب شده یا ماسه کوارتز (کربن) در یک کوره مقاومت الکتریکی ترکیب شده و سپس باید تا دمای 2500 درجه سانتی گراد گرم شوند. این ماده معمولا به صورت پودر ریز و به رنگ سیاه یا سبز تولید می شود که البته رنگ آن تا حدود زیادی به کیفیت مواد اولیه بستگی خواهد داشت.
لازم است بدانید که تمامی سیلیکون کاربید موجود در جهان به همین روش مصنوعی تولید شده و مقادیر بسیار کمی از آن در طبیعت و تنها در برخی از شهاب سنگ ها وجود دارد. تولید این ماده به صورت شمش نیز انجام گرفته و از آن در صنایع مختلف به صورت گسترده استفاده می شود.
سیلیکون کاربید
مصارف سیلیکون کاربید
به طور کلی سیلیکون کاربید در ساخت بسیاری از محصولات دیرگداز و مواد ساینده کاربرد دارد و حال قصد داریم به صورت دقیق تر کاربرد ها و مصارف این ماده را در صنایع مورد بررسی قرار دهیم. به طور کلی کاربرد ها و مصارف این ماده به شرح زیر می باشند:
- قابل استفاده جهت تولید سرامیک های سخت به خصوص صفحات سرامیکی جلیقه های ضد گلوله
- قابل استفاده جهت تولید انواع ابزار های برشی و ساینده
- قابل استفاده جهت ساخت دستگاه های اسید شویی
- قابل استفاده جهت تولید بوته های صنایع ذوب
- قابل استفاده جهت تولید آینه های تلسکوپ
- قابل استفاده در صنایع فولاد
- قابل استفاده در صنایع جواهرسازی
- قابل استفاده در تولید گرافین
- قابل استفاده در صنایع هسته ای
- قابل استفاده جهت چاپ کاربوراندوم
- قابل استفاده در فیزیک کوانتوم
- قابل استفاده جهت ساخت انواع LED
- قابل استفاده جهت تولید المنت های گرمایشی
- قابل استفاده جهت تولید گاید قلاب ماهیگیری
- قابل استفاده جهت ساخت ترمز و کلاچ اتومبیل
- قابل استفاده جهت تولید سیستم های الکتریکی
- و…
سیلیکون کاربید
خواص فیزیکی و شیمیایی
سیلیکون کاربید به دلیل برخورداری از خواص فیزیکی و شیمیایی خاص و ویژه، به عنوان یکی از پرکاربردترین مواد شیمیایی در جهان محسوب می شود. خواص فیزیکی و شیمیایی این ماده به شرح زیر می باشد:
- دارای مقاومت بسیار زیاد در برابر دمای بالا
- دارای سختی بسیار زیاد
- دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی
- دارای چگالی 21/3 گرم بر سانتی متر مکعب
- نیمه هادی
- دارای ساختار کریستالی هگزاگونال یا مکعبی
- کاملا خنثی و پایدار (از نظر شیمیایی)
معرفی محصولات خانواده سیلیکون کاربید
در رابطه با محصولات خانواده سیلیکون کاربید باید گفت که این ماده معمولا به تنهایی کاربرد داشته و معمولا آلیاژ های خاصی از آن وجود ندارد. البته لازم به ذکر است که در برخی صنایع باریم و کروم می توانند به عنوان بایندر به ترکیب آن اضافه شوند. اما در صنایع تولید مواد ساینده تنها خود سیلیکون کاربید کاربرد داشته و ترکیبات دیگر آن با دیگر مواد شیمیایی به هیچ وجه مورد استفاده قرار نمی گیرند.
در صورت نیاز به هر گونه اطلاعات بیشتر در رابطه با این ماده می توانید با کارشناسان ما ارتباط برقرار نمایید.
