شرح عام لتفاعل ربط السيليكون كاربيد

عامشرحرد فعلكربيد السيليكون المترابط

يتميز كربيد السيليكون المُرتبط بالتفاعل بخصائص ميكانيكية ومقاومة للأكسدة، كما أن تكلفته منخفضة نسبيًا. وقد حظي باهتمام متزايد في مختلف الصناعات في مجتمعنا المعاصر.

يتميز كربيد السيليكون برابطة تساهمية قوية للغاية. في عملية التلبيد، يكون معدل الانتشار منخفضًا جدًا. في الوقت نفسه، غالبًا ما يُغطى سطح الجسيمات بطبقة رقيقة من الأكسيد تعمل كحاجز للانتشار. يصعب تلبيد كربيد السيليكون النقي وتكوين بنية متماسكة دون إضافات تلبيد. حتى عند استخدام عملية الكبس الساخن، يجب اختيار إضافات مناسبة. لا يمكن الحصول على مواد ذات كثافة هندسية قريبة من الكثافة النظرية إلا عند درجات حرارة عالية جدًا، والتي تتراوح بين 1950 و2200 درجة مئوية. في الوقت نفسه، سيكون شكلها وحجمها محدودين. على الرغم من إمكانية الحصول على مركبات كربيد السيليكون عن طريق الترسيب البخاري، إلا أن هذه الطريقة تقتصر على تحضير مواد منخفضة الكثافة أو ذات طبقات رقيقة. نظرًا لطول فترة التلبيد، سترتفع تكلفة الإنتاج.

تم اختراع كربيد السيليكون المرتبط بالتفاعل في خمسينيات القرن العشرين على يد بوبر. ويتلخص المبدأ الأساسي فيما يلي:

بفعل الخاصية الشعرية، يتغلغل السيليكون السائل أو سبيكة السيليكون ذات النشاط التفاعلي في السيراميك المسامي المحتوي على الكربون، مُكَوِّنًا كربون السيليكون في التفاعل. يرتبط كربيد السيليكون المُتَكَوِّن حديثًا بجزيئات كربيد السيليكون الأصلية في الموقع، وتُملأ المسام المتبقية في الحشو بمادة التشريب لإتمام عملية التكثيف.

بالمقارنة مع عمليات تصنيع سيراميك كربيد السيليكون الأخرى، تتميز عملية التلبيد بالخصائص التالية:

درجة حرارة معالجة منخفضة، وقت معالجة قصير، لا حاجة لمعدات خاصة أو باهظة الثمن؛

أجزاء ملحومة بالتفاعل دون انكماش أو تغيير في الحجم؛

طرق تشكيل متنوعة (البثق، الحقن، الضغط، والصب).

توجد طرقٌ أخرى للتشكيل. خلال عملية التلبيد، يُمكن إنتاج منتجات كبيرة الحجم ومعقدة دون الحاجة إلى الضغط. وقد خضعت تقنية الربط التفاعلي لكربيد السيليكون للدراسة على مدى نصف قرن. وأصبحت هذه التقنية محط اهتمام العديد من الصناعات لما تتمتع به من مزايا فريدة.