Musta ränikarbiidi toote tutvustus ja kasutamine
Must ränikarbiid(lühendatult must ränikarbiid) on kunstlik mittemetalliline materjal, mis on valmistatud kvartsliivast ja naftakoksist kui peamistest toorainetest ning sulatatakse kõrgel temperatuuril takistusahjus. Sellel on mustjashall või tumemust välimus, äärmiselt kõrge kõvadus, hea soojusjuhtivus ja keemiline stabiilsus. See on suurepärane tööstuslik tooraine ja seda kasutatakse laialdaselt abrasiivides, tulekindlates materjalides, metallurgias, keraamikas, elektroonikas ja muudes valdkondades.
II. Musta ränikarbiidi toimivusomadused
Mohsi kõvadusmust ränikarbiidon koguni 9,2, jäädes alla vaid teemandile ja kuubilisele boornitriidile, ning sellel on äärmiselt tugev kulumiskindlus ja löögikindlus. Selle sulamistemperatuur on umbes 2700 °C ja see suudab säilitada struktuurilise stabiilsuse kõrge temperatuuriga keskkonnas ning ei lagune ega deformeeru kergesti. Lisaks on sellel hea soojusjuhtivus ja madal soojuspaisumistegur ning see näitab endiselt suurepärast termilise löögi stabiilsust kõrge temperatuuri ja kõrge rõhu tingimustes.
Keemiliste omaduste poolest on mustal ränikarbiidil hea korrosioonikindlus hapete ja leeliste suhtes ning see sobib eriti hästi tööstuslikuks kasutamiseks karmides keskkondades. Kõrge juhtivus muudab selle ka alternatiivseks materjaliks teatud elektriküttematerjalide ja pooljuhtide jaoks.
II. Peamised tootevormid ja spetsifikatsioonid
Musta ränikarbiidi saab valmistada erinevates vormides vastavalt osakeste suurusele ja otstarbele:
Plokimaterjal: pärast sulatamist suured kristallid, mida sageli kasutatakse ümbertöötlemiseks või metallurgiliste lisanditena;
Granuleeritud liiv (F-liiv/P-liiv): kasutatakse lihvketaste, liivapritsiga abrasiivide, liivapaberi jms valmistamiseks;
Mikropulber (W, D seeria): kasutatakse ülitäpseks lihvimiseks, poleerimiseks, keraamiliseks paagutamiseks jne;
Nanotasemel mikropulber: kasutatakse tipptasemel elektroonikakeraamika, soojusjuhtivate komposiitmaterjalide jms jaoks.
Osakeste suurus jääb vahemikku F16 kuni F1200 ja mikropulbri osakeste suurus võib ulatuda nanomeetri tasemele, mida saab kohandada vastavalt erinevate rakendusvaldkondade tehnilistele nõuetele.
III. Musta ränikarbiidi peamised kasutusalad
1. Abrasiivid ja lihvimisriistad
Abrasiivid on musta ränikarbiidi kõige traditsioonilisem ja laialdasemalt kasutatav rakendusala. Tänu oma suurele kõvadusele ja iseterituvatele omadustele saab musta ränikarbiidi kasutada mitmesuguste abrasiivtoodete, näiteks lihvketaste, lõikeketaste, liivapaberi, lihvpeade, lihvimispastade jms valmistamiseks, mis sobivad selliste materjalide nagu malm, teras, värvilised metallid, keraamika, klaas, kvarts ja tsemenditooted lihvimiseks ja töötlemiseks.
Selle eelised on kiire lihvimiskiirus, mitte ummistumine ja kõrge töötlemisefektiivsus. Seda kasutatakse laialdaselt metallitöötlemisel, masinaehituses, hoonete kaunistamisel ja muudes tööstusharudes.
2. Tulekindlad materjalid
Tänu oma kõrgele temperatuurikindlusele ja korrosioonikindlusele kasutatakse musta ränikarbiidi laialdaselt kõrgtemperatuuriliste tulekindlate materjalide valdkonnas. Sellest saab valmistada ränikarbiidist telliseid, ahjude vooderdusi, tiiglit, termopaari kaitsetorusid, ahjutööriistu, otsikuid, tuyere-telliseid jne ning seda kasutatakse laialdaselt kõrgtemperatuurilistes tööstusharudes, nagu metallurgia, värviliste metallide, elektri, klaasi, tsemendi jne tootmine, et pikendada seadmete eluiga ja parandada tööohutust.
Lisaks on ränikarbiidmaterjalidel head antioksüdantsed omadused kõrgel temperatuuril oksüdeerivas atmosfääris ja need sobivad kasutamiseks kuumade kõrgahjude, kõrgahjude ja muude seadmete põhiosades.
3. Metallurgiatööstus
Metallurgilistes protsessides, nagu terase tootmine ja valamine, saab musta ränikarbiidi kasutada deoksüdeerijana, soojendava ainena ja rekarboniseerijana. Tänu oma kõrgele süsinikusisaldusele ja kiirele soojuseraldusele saab see tõhusalt parandada sulatamise efektiivsust ja sula terase kvaliteeti. Samal ajal saab see vähendada ka sulatamisprotsessis lisandite sisaldust ja mängida rolli sula terase puhastamisel.
Mõned terasetehased lisavad malmi ja kõrgtugeva malmi sulatamisel koostise reguleerimiseks teatud koguse ränikarbiidi, et säästa kulusid ja parandada valandite toimivust.
4. Keraamika ja elektroonikamaterjalid
Must ränikarbiid on oluline tooraine ka funktsionaalse keraamika jaoks. Seda saab kasutada struktuurkeraamika, kulumiskindla keraamika, soojusjuhtiva keraamika jne valmistamiseks ning sellel on laialdased väljavaated elektroonika, keemiatööstuse, masinate jms valdkonnas. Sellel on suurepärane soojusjuhtivus, mille soojusjuhtivus on kuni 120 W/m·K, ja seda kasutatakse sageli soojusjuhtivates soojuseraldusmaterjalides, termilistes liidesmaterjalides ja LED-i soojuseralduskomponentides.
Lisaks on ränikarbiid järk-järgult sisenenud võimsuspooljuhtide valdkonda ning sellest on saanud kõrgtemperatuursete ja kõrgepingeseadmete põhimaterjal. Kuigi musta ränikarbiidi puhtus on veidi madalam kui rohelise ränikarbiidi puhtus, kasutatakse seda ka mõnedes keskmise ja madalpinge elektroonikaseadmetes.
5. Fotogalvaanika ja uued energiatööstused
Musta ränikarbiidipulbrit kasutatakse laialdaselt räniplaatide lõikamisel fotogalvaanikatööstuses. Teemanttraadi lõikamisprotsessis abrasiivina on sellel eelised kõrge kõvadus, tugev...lõikaminejõud, väikesed kaod ja sile lõikepind, mis aitab parandada räniplaatide lõikamise efektiivsust ja saagikust ning vähendada plaatide kadude määra ja tootmiskulusid.
Uute energia- ja materjalitehnoloogiate pideva arendamisega arendatakse ränikarbiidi ka uute valdkondade jaoks, nagu liitiumaku negatiivsete elektroodide lisandid ja keraamilised membraanikandjad.
III. Kokkuvõte ja väljavaated
Must ränikarbiid mängib oma suurepäraste mehaaniliste, termiliste ja keemiliste omaduste tõttu asendamatut rolli paljudes tööstusvaldkondades. Tootmistehnoloogia pideva arengu, toote osakeste suuruse kontrolli, puhtuse parandamise ja rakendusvaldkondade pideva laienemisega areneb must ränikarbiid suure jõudluse ja täpsuse suunas.
Tulevikus, selliste tööstusharude nagu uus energia, elektrooniline keraamika, tipptasemel seadmed kiire kasvugalihvimine ja intelligentse tootmise valdkonnas mängib must ränikarbiid üha olulisemat rolli tipptasemel tootmise valdkonnas ning sellest saab täiustatud materjalitehnoloogia süsteemi põhikomponent.