«Керамика» туралы айтатын болсақ, көптеген адамдар алдымен тұрмыстық ыдыс-аяқтарды, сәндік вазаларды - нәзік және нәзік, «өнеркәсіпке» немесе «хардкорға» қатысы жоқ сияқты көрінеді. Бірақ бұл тән әсерді бұзатын керамика түрі бар. Оның қаттылығы гауһардан кейін екінші орында және ол жоғары температураға төтеп бере алады, коррозияға қарсы тұра алады, сонымен қатар оқшауланған және өткізгіш болып, өнеркәсіптік салада «әмбебап» бола алады. Бұлкремний карбиді керамика.
Шахталардағы тозуға төзімді жабдықтан жаңа энергетикалық көліктердегі қуат модульдеріне дейін, аэроғарыштағы жоғары температураға төзімді компоненттерден күнделікті механикалық тығыздағыштарға дейін кремний карбидті керамика өзінің бірегей қасиеттерімен көптеген салалардың тиімді жұмысын тыныш қолдайды. Бүгін осы «ерекше» керамика неден ерекшеленетіні туралы сөйлесейік.
1、 Өте қиын: тозуға төзімділік саласындағы «тасымалдаушы».
Кремний карбидті керамиканың ең танымал артықшылығы оның өте жоғары қаттылығы мен тозуға төзімділігі болып табылады. Оның Mohs қаттылығы табиғаттағы ең қатты алмаздан кейін екінші орында, қарапайым болаттан, тот баспайтын болаттан және тіпті алюминий тотығы керамикасынан әлдеқайда қатты.
Бұл «қатты» қасиет оны тозуға қарсы тұру керек сценарийлерде жарқыратады. Мысалы, тау-кен металлургия өнеркәсібінде шлам мен қожды тасымалдауға арналған жабдық (мысалы, шлам сорғыларының жұмыс дөңгелегі және құбыр төсемдері) қатты минералды бөлшектермен ұзақ уақыт бойы шайылып кетеді, ал қарапайым металдар тез эрозияға ұшырап, су ағып кетеді. Кремний карбидті керамикадан жасалған құрамдас бөліктер бұл «тозуға» оңай төтеп бере алады және қызмет ету мерзімі металл құрамдас бөліктерге қарағанда бірнеше есе немесе тіпті он есе артық болады, бұл жабдықты ауыстыру жиілігі мен құнын айтарлықтай төмендетеді.
Өнеркәсіптік жағдайларда ғана емес, біз оның күнделікті өмірде болуын көре аламыз - мысалы, механикалық тығыздағыштардағы кремний карбиді үйкеліс жұбы. Тозуға тамаша төзімділігімен ол жабдықтың ағып кетпеуін және жоғары жылдамдықты айналу кезінде аз шығынға ие болуын қамтамасыз етеді, су сорғылары мен компрессорлар сияқты жабдықтың тұрақты жұмысына мүмкіндік береді.
2、 Жоғары «қарсылық»: жоғары температура мен коррозияға арналған оқшаулау
Қаттылықтан басқа, кремний карбидті керамика да тамаша жоғары температураға және коррозияға төзімділікке ие, бұл оларға көптеген «қатал орталарда» «өз орындарына жабысуға» мүмкіндік береді.
Жоғары температураға төзімділік тұрғысынан, тіпті 1350 ℃ ұзақ мерзімді жұмыс істегеннен кейін де жұмсарту немесе деформация болмайды. Бұл сипаттама оны аэроғарыш және әскери өнеркәсіпте «сүйікті» етеді, мысалы, зымыран қозғалтқыштары үшін саптама, жоғары температура пештері үшін төсем және т.б. Ол тұрақтылықты сақтау үшін жоғары температуралы жалынмен немесе балқытылған металдармен тікелей байланыса алады. Өнеркәсіптік пештер және металлургиялық үздіксіз құю сияқты жоғары температуралы өндіріс процестерінде кремний карбидті керамикалық құрамдас бөліктер де жоғары температура әсерінен оңай зақымдалатын металдарды алмастыра алады, бұл жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзартады.
Коррозияға төзімділік тұрғысынан кремний карбидті керамика өте күшті химиялық тұрақтылыққа ие. Қышқыл, сілті немесе әртүрлі коррозиялық газдар мен сұйықтықтар болсын, оны «эрозияға ұшырату» қиын. Сондықтан химия өнеркәсібінде көбінесе реакциялық ыдыстарды, құбыржолдарды және коррозиялық орталарды тасымалдауға арналған клапандарды төсеу үшін қолданылады; Қоршаған ортаны қорғау саласында оның болуын жоғары концентрациялы қышқылды-негізді ағынды суларды тазартуға арналған жабдықтардан да көруге болады, бұл жабдықтың тот баспауын және тұрақты жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.
3、 Жан-жақты «қабілет»: қатал да, икемді де бола алатын «Функционалдық шебер»
Егер сіз кремний карбидті керамика тек «қатты» және «төзімді» деп ойласаңыз, онда сіз оларды тым төмен бағалайсыз. Әртүрлі өңдеу әдістеріне сәйкес, ол сонымен қатар өткізгіштік, оқшаулау және жылу өткізгіштік сияқты бірнеше функцияларға ие болуы мүмкін, бұл оны бірнеше рет қолданылатын функционалды материалға айналдырады.
-Өткізгіштік және жартылай өткізгіштік қасиеттері: Басқа элементтермен қоспалау арқылы кремний карбидті керамика оқшаулағыштан өткізгіштерге айналуы мүмкін, тіпті жартылай өткізгіш материалдарға айналуы мүмкін. Бұл оның электрондық қуат саласындағы дағдыларын көрсетуге мүмкіндік береді, мысалы, жаңа энергетикалық көліктер үшін қуат модульдерін және жоғары жылдамдықтағы пойыздардағы тартым түрлендіргіштерінің негізгі компоненттерін жасау. Дәстүрлі кремний материалдарымен салыстырғанда, кремний карбидінің жартылай өткізгіштері жоғары өткізгіштік тиімділігіне және энергияны аз тұтынуға ие, бұл жаңа энергетикалық көліктерді жылдамырақ зарядтауға және ұзағырақ диапазонға ие болуға, сондай-ақ қуат жабдықтарын кішірек және тиімдірек етуге мүмкіндік береді.
-Тамаша жылу өткізгіштік: кремний карбидті керамиканың жылу өткізгіштігі қарапайым керамикадан әлдеқайда асып түседі, тіпті кейбір металдардың жылу өткізгіштігіне де жақындайды. Бұл қасиет оны тамаша жылу таратушы материалға айналдырады, мысалы, жарықдиодты шамдар мен электронды чиптердің жылу диссипациялау субстратында ол жылуды жылдам өткізеді, қызып кету салдарынан жабдықтың зақымдалуын болдырмайды, қызмет мерзімі мен тұрақтылығын жақсартады.
4, Соңында: кремний карбидті керамика, өнеркәсіпті жаңартудың «көрінбейтін қозғаушы күші»
«Қатты және тозуға төзімдіден» «жоғары температурадағы коррозияға төзімділікке», содан кейін «көп функционалдылыққа» дейін кремний карбидті керамика адамдардың тамаша қасиеттері бар дәстүрлі керамика туралы түсінігін бұзып, жоғары деңгейлі өндірісті, жаңа энергияны, энергияны үнемдеуді және қоршаған ортаны қорғауды дамытуды қолдайтын негізгі материалға айналды. Бұл металл сияқты кең таралған немесе пластик сияқты жеңіл емес, бірақ «қиындықтарды жеңуді» талап ететін өнеркәсіптік сценарийлерде ол мәселелерді шешуде негізгі күш болу үшін әрқашан өзінің «құдіретті» сипаттамаларына сүйенеді.
Технологияның үздіксіз дамуымен кремний карбидті керамика өндірісінің құны бірте-бірте төмендейді және қолдану сценарийлері де үнемі кеңейіп келеді. Болашақта кремний карбидті керамиканың қосылуы есебінен тиімдірек жаңа энергетикалық жабдықтар да, ұзаққа созылатын өнеркәсіптік машиналар да қуатты бола алады. Өнеркәсіпте жасырылған мұндай «құдіретті материал» біздің өндіріс пен өмірімізді тыныш өзгертеді.
Жіберу уақыты: 20 қыркүйек-2025 ж