En el desenvolupament continu de la indústria i la tecnologia modernes, el rendiment dels materials juga un paper crucial. Especialment quan s'enfronten als reptes dels entorns d'altes temperatures, l'estabilitat del funcionament d'un material afecta directament el rendiment i la vida útil dels equips i productes relacionats.Productes de carbur de silici, amb la seva excel·lent resistència a altes temperatures, s'estan convertint gradualment en l'opció ideal per a molts camps d'aplicació a altes temperatures.
Des del punt de vista de l'estructura química, el carbur de silici és un compost format per dos elements: silici (Si) i carboni (C). Aquesta combinació atòmica única confereix al carbur de silici unes propietats físiques i químiques úniques. La seva estructura cristal·lina és molt estable i els àtoms estan estretament connectats mitjançant enllaços covalents, cosa que li confereix una forta força d'enllaç interna, que és la base de la seva resistència a altes temperatures.
Quan centrem la nostra atenció en les aplicacions pràctiques, l'avantatge de resistència a altes temperatures dels productes de carbur de silici queda completament demostrat. En el camp dels forns industrials d'alta temperatura, els materials de revestiment tradicionals són propensos a estovar-se, deformar-se i fins i tot a patir danys sota una exposició prolongada a altes temperatures, cosa que no només afecta el funcionament normal del forn, sinó que també requereix una substitució freqüent, augmentant els costos i les dificultats de manteniment. El material de revestiment fet de carbur de silici és com posar-se un "vestit protector" fort al forn. A temperatures de fins a 1350 ℃, encara pot mantenir propietats físiques i químiques estables i no s'estova ni es descompon fàcilment. Això no només allarga considerablement la vida útil del revestiment del forn i redueix la freqüència de manteniment, sinó que també garanteix el funcionament eficient i estable dels forns industrials en entorns d'alta temperatura, proporcionant garanties fiables per al procés de producció.
Per exemple, en el camp aeroespacial, quan volen a altes velocitats, els avions generen una gran quantitat de calor a través de la fricció intensa amb l'aire, cosa que provoca un fort augment de la temperatura de la superfície. Això requereix que els materials utilitzats en els avions tinguin una bona resistència a altes temperatures, ja que en cas contrari s'enfrontaran a greus riscos per a la seguretat. Els materials compostos basats en carbur de silici s'han convertit en materials importants per a la fabricació de peces clau com ara components de motors d'avions i sistemes de protecció tèrmica d'avions a causa de la seva excel·lent resistència a altes temperatures. Poden mantenir un bon rendiment mecànic en condicions de temperatura extremadament altes, garantir la integritat estructural dels components, ajudar els avions a superar les limitacions de velocitat i temperatura i aconseguir un vol més eficient i segur.
Des d'una perspectiva microscòpica, el secret de la resistència a altes temperatures del carbur de silici rau en la seva estructura cristal·lina i les característiques d'enllaç químic. Com s'ha esmentat anteriorment, l'energia d'enllaç covalent entre els àtoms de carbur de silici és molt alta, cosa que dificulta que els àtoms es desprenguin fàcilment de les seves posicions de xarxa a altes temperatures, mantenint així l'estabilitat estructural del material. A més, el coeficient d'expansió tèrmica del carbur de silici és relativament baix i el seu canvi de volum és relativament petit quan la temperatura canvia dràsticament, evitant eficaçment el problema de la fractura del material causada per la concentració d'estrès a causa de l'expansió i la contracció tèrmiques.
Amb l'avanç continu de la tecnologia, el rendiment dels productes de carbur de silici també millora contínuament. Els investigadors han millorat el procés de preparació, han optimitzat les formulacions de materials i altres mitjans per elevar la resistència a altes temperatures dels productes de carbur de silici, alhora que amplien les seves possibilitats d'aplicació en més camps. En el futur, creiem que els productes de carbur de silici brillaran i generaran calor en més indústries com ara les noves energies, l'electrònica i la metal·lúrgia amb la seva excel·lent resistència a altes temperatures, contribuint al desenvolupament de diverses indústries.
Data de publicació: 11 de juliol de 2025