1- يُطبق على مواد الأحجار الكريمة
في صناعة الأحجار الكريمة، يُعرف كربيد السيليكون أيضاً باسم "المويسانيت". المواد الشائعة في السوق هي المويسانيت المصنّع صناعياً، بينما المويسانيت الطبيعي نادر للغاية، لدرجة أنه لم يظهر إلا في فوهات النيازك منذ 50000 عام.
2- التطبيقات الصناعية التقليدية
في المجال الصناعي التقليدي، يستخدم كربيد السيليكون بشكل أساسي كمادة حرارية، وأداة كاشطة، ومادة معدنية، والتي سيتم تحليلها بشكل منفصل في النص التالي.
(1) منتجات مقاومة لدرجات الحرارة العالية:
بفضل خصائصها المقاومة للتآكل، ومقاومة درجات الحرارة العالية، والقوة العالية، والتوصيل الحراري الجيد، ومقاومة الصدمات، تُستخدم مواد كربيد السيليكون في بطانات أفران الصهر المختلفة، ومكونات الأفران عالية الحرارة، وألواح كربيد السيليكون، وألواح التبطين، والدعامات، والمغارف. كما تُستخدم مواد التسخين غير المباشر عالية الحرارة في صناعة صهر المعادن غير الحديدية، مثل أفران التقطير الرأسية، وألواح القوس الكهربائي لأفران مسحوق الزنك، وأنابيب حماية المزدوجات الحرارية، وغيرها. وتُستخدم أيضًا في إنتاج مواد سيراميك كربيد السيليكون المتقدمة المقاومة للتآكل والتآكل الكيميائي ودرجات الحرارة العالية. ويمكن استخدامها كذلك في صناعة فوهات الصواريخ، وشفرات التوربينات الغازية، وغيرها. إضافةً إلى ذلك، يُعد كربيد السيليكون من المواد المثالية لسخانات المياه الشمسية على الطرق السريعة، وممرات الطائرات، وغيرها. لذلك، يُعرف كربيد السيليكون أيضًا باسم "الرمل الحراري"، وهو اسم شائع يُبرز خصائصه الحرارية.
(2) منتجات مقاومة للتآكل والصدأ:
يُعرف كربيد السيليكون باسم "رمل الذهب الفولاذي" نظرًا لصلابته العالية، حيث تبلغ صلابته على مقياس موس 9.2-9.8، وهي ثاني أصلب مادة في العالم بعد الماس (المستوى 10). كما يتميز بثباته الكيميائي الجيد ومتانته، ويُستخدم في صناعة عجلات التجليخ، وأوراق الصنفرة، وأحزمة الصنفرة، وأحجار الزيت، وكتل التجليخ، ورؤوس التجليخ، ومعاجين التجليخ، بالإضافة إلى استخدامه في تجليخ وتلميع السيليكون أحادي البلورة، والسيليكون متعدد البلورات، والبلورات الكهروإجهادية في صناعة الإلكترونيات والمنتجات البصرية.
(3) المواد الخام المعدنية:
يمكن استخدام كربيد السيليكون كمزيل للأكسدة في صناعة الصلب ومُعدِّل لهياكل الحديد الزهر. كما يُستخدم كمادة خام في تصنيع رابع كلوريد السيليكون، وهو المادة الخام الرئيسية لصناعة راتنجات السيليكون. يُعدّ مزيل الأكسدة المصنوع من كربيد السيليكون نوعًا جديدًا من مزيلات الأكسدة المركبة عالية الفعالية، يحل محل مسحوق السيليكون ومسحوق الكربون التقليديين في عملية إزالة الأكسدة. بالمقارنة مع العملية الأصلية، يتميز هذا النوع بخصائص فيزيائية وكيميائية أكثر استقرارًا، وكفاءة عالية في إزالة الأكسدة، وتقصير مدة العملية، وتوفير الطاقة، وتحسين كفاءة صناعة الصلب، ورفع جودة الصلب، وتقليل استهلاك المواد الخام، والحد من التلوث البيئي، وتحسين ظروف العمل، وتعزيز الفوائد الاقتصادية الشاملة للأفران الكهربائية، وكلها ذات قيمة كبيرة.
3- مادة عاكسة بصرية من كربيد السيليكون
تُعرف المواد الخزفية المصنعة باستخدام الخصائص الفيزيائية المميزة للخزف، كالصوت والضوء والكهرباء والمغناطيسية والحرارة، باسم الخزف الوظيفي. وتتنوع أنواع الخزف الوظيفي باختلاف استخداماته، ويُستخدم كربيد السيليكون بشكل أساسي كمادة عاكسة للمرايا في هذا المجال. يتميز كربيد السيليكون بصلابة نوعية عالية، وثبات حراري وكيميائي جيد، ومعامل تشوه حراري منخفض، ومقاومة لإشعاع الجسيمات الفضائية. ومن خلال عمليات تصنيع خاصة، يُمكن الحصول على أجسام مرايا خفيفة الوزن.
4- كمادة شبه موصلة
تُعدّ أشباه الموصلات من الجيل الثالث مادة أساسية ومكونًا إلكترونيًا رئيسيًا يدعم الابتكار والتطوير والتحول والتحديث في مجالات الدفاع الوطني، وشبكات الاتصالات المتنقلة من الجيل الخامس، وإنترنت الطاقة، ومركبات الطاقة الجديدة، والنقل بالسكك الحديدية، وغيرها من الصناعات. ونظرًا لدورها المحوري في الأمن القومي، والتصنيع الذكي، والتحديث الصناعي، وترشيد استهلاك الطاقة، وخفض الانبعاثات، وغيرها من الاحتياجات الاستراتيجية الرئيسية، فإنها باتت تُشكّل نقطة ارتكاز تقنية في المنافسة العالمية.
يُعدّ كربيد السيليكون (SiC)، باعتباره نموذجًا نموذجيًا لمواد أشباه الموصلات من الجيل الثالث، حاليًا من أكثر مواد أشباه الموصلات ذات فجوة النطاق الواسعة نضجًا وانتشارًا في تقنيات إنتاج البلورات وتصنيع الأجهزة. وقد شكّل سلسلة صناعية عالمية للمواد والأجهزة والتطبيقات. وهو مادة مثالية لأشباه الموصلات في التطبيقات التي تتطلب درجات حرارة عالية وترددات عالية ومقاومة للإشعاع وقدرات عالية. ونظرًا للانخفاض الكبير في استهلاك الطاقة للأجهزة الإلكترونية، تُعرف أجهزة الطاقة المصنوعة من كربيد السيليكون أيضًا باسم "أجهزة الطاقة الخضراء" التي تقود "ثورة الطاقة الجديدة".
5- عامل التقوية والتصلب
بالإضافة إلى التطبيقات المذكورة أعلاه، فقد تم استخدام شعيرات كربيد السيليكون أو ألياف كربيد السيليكون على نطاق واسع كعوامل تقوية وتليين ممتازة في المواد المركبة مع المواد المعدنية أو السيراميكية في مجالات مثل الآلات والهندسة الكيميائية والدفاع الوطني والطاقة وحماية البيئة.
تاريخ النشر: 22 مارس 2025