U kontinuiranom razvoju moderne industrije i tehnologije, performanse materijala igraju ključnu ulogu. Posebno kada se suočavamo s izazovima okruženja s visokim temperaturama, stabilnost rada materijala direktno utiče na performanse i vijek trajanja povezane opreme i proizvoda.Proizvodi od silicijum karbida, sa svojom odličnom otpornošću na visoke temperature, postepeno postaju idealan izbor za mnoga područja primjene na visokim temperaturama.
Silicijum karbid, sa stanovišta hemijske strukture, je spoj sastavljen od dva elementa: silicijuma (Si) i ugljika (C). Ova jedinstvena atomska kombinacija daje silicijum karbidu jedinstvena fizička i hemijska svojstva. Njegova kristalna struktura je vrlo stabilna, a atomi su blisko povezani kovalentnim vezama, što silicijum karbidu daje snažnu unutrašnju silu vezivanja, što je osnova njegove otpornosti na visoke temperature.
Kada usmjerimo pažnju na praktične primjene, prednost otpornosti na visoke temperature proizvoda od silicijum karbida u potpunosti je demonstrirana. U oblasti industrijskih peći na visokim temperaturama, tradicionalni materijali za oblaganje skloni su omekšavanju, deformaciji, pa čak i oštećenju pri produženom izlaganju visokim temperaturama, što ne samo da utiče na normalan rad peći, već zahtijeva i čestu zamjenu, povećavajući troškove i poteškoće u održavanju. Materijal za oblaganje napravljen od silicijum karbida djeluje kao da se na peć stavlja jako "zaštitno odijelo". Na temperaturama visokim i do 1350 ℃, on i dalje može održavati stabilna fizička i hemijska svojstva i neće se lako omekšati ili razložiti. Ovo ne samo da značajno produžava vijek trajanja obloge peći i smanjuje učestalost održavanja, već i osigurava efikasan i stabilan rad industrijskih peći u okruženjima s visokim temperaturama, pružajući pouzdane garancije za proizvodni proces.
Na primjer, u vazduhoplovstvu, prilikom leta velikim brzinama, avioni generiraju veliku količinu toplote usljed intenzivnog trenja sa zrakom, što uzrokuje nagli porast površinske temperature. To zahtijeva da materijali koji se koriste u avionima imaju dobru otpornost na visoke temperature, u suprotnom će se suočiti sa ozbiljnim sigurnosnim rizicima. Kompozitni materijali na bazi silicijum karbida postali su važni materijali za proizvodnju ključnih dijelova kao što su komponente motora aviona i sistemi termičke zaštite aviona zbog svoje odlične otpornosti na visoke temperature. Mogu održati dobre mehaničke performanse u ekstremno visokim temperaturama, osigurati strukturni integritet komponenti, pomoći avionima da savladaju ograničenja brzine i temperature i postignu efikasniji i sigurniji let.
Iz mikroskopske perspektive, tajna otpornosti silicijum karbida na visoke temperature leži u njegovoj kristalnoj strukturi i karakteristikama hemijskih veza. Kao što je ranije spomenuto, energija kovalentne veze između atoma silicijum karbida je vrlo visoka, što otežava atomima lako odvajanje od njihovih položaja u rešetki na visokim temperaturama, čime se održava strukturna stabilnost materijala. Štaviše, koeficijent termičkog širenja silicijum karbida je relativno nizak, a promjena njegovog volumena je relativno mala kada se temperatura dramatično promijeni, čime se efikasno izbjegava problem loma materijala uzrokovan koncentracijom napona usljed termičkog širenja i skupljanja.
S kontinuiranim napretkom tehnologije, performanse proizvoda od silicijum karbida se također kontinuirano poboljšavaju. Istraživači su poboljšali proces pripreme, optimizirali formulacije materijala i druga sredstva za povećanje otpornosti proizvoda od silicijum karbida na visoke temperature, a istovremeno su proširili i njihove mogućnosti primjene u više oblasti. U budućnosti vjerujemo da će proizvodi od silicijum karbida zablistati i generirati toplinu u više industrija kao što su nova energija, elektronika i metalurgija sa svojom izvrsnom otpornošću na visoke temperature, doprinoseći razvoju različitih industrija.
Vrijeme objave: 11. jul 2025.