Silicio karbido (sic) keramikayra žinomi dėl savo neįtikėtino stiprumo, atsparumo šilumai ir ilgaamžiškumui. Šios savybės daro jas idealias naudoti sunkioje aplinkoje, pavyzdžiui, aviacijos ir kosmoso varikliuose ar pramoninėse mašinos. Bet kaip tiksliai sukuriamos šios pažangios medžiagos? Suskaidykime procesą žingsnis po žingsnio.
1.RAW MEDŽIAGOS paruošimas
Viskas prasideda nuo didelio grynumo silicio karbido miltelių. Pagalvokite apie tai kaip „miltus“ kepant keraminį „pyragą“. Norėdami pagerinti galutinės medžiagos savybes, nedidelis priedų kiekis, pavyzdžiui, aliuminio oksidas ar boro junginiai, sumaišomi. Šie priedai veikia kaip klijai vėlesniais etapais, padedant dalelėms efektyviau susieti.
2. Keramikos formavimas
Tada milteliai paverčiami formuojama forma. Naudojami du įprasti metodai:
Presavimas: Milteliai suspaudžiami į tam tikrą formą, naudojant aukštą slėgį, panašų į sniego gniūžtės sutankinimą.
Įpurškimo liejimas: milteliai sumaišomi su laikinu segtuvu (pavyzdžiui, vašku), kad būtų sukurtas į tešlą panašų mišinį, kuris įpurškiamas į formeles sudėtingoms formoms.
Šiame etape medžiaga vis dar yra trapi - pavyzdžiui, sauso smėlio skulptūra - ir ją reikia „kepti“, kad taptų stipri.
3. Sukepinimo procesas
Čia vyksta magija. Formos keramika šildoma specialioje krosnyje ypač aukštoje temperatūroje (dažnai virš 1800 ° C). Suskaidymo metu atsiranda du pagrindiniai dalykai:
Dalelių jungtis: silicio karbido grūdai auga arčiau, pašalindami tarpus ir sudarydami kietą struktūrą.
Priedai veikia: pridedami junginiai šiek tiek ištirpsta, sukurdami „tiltą“ tarp dalelių, kad padidintumėte kietumą.
Krosnies viduje esanti aplinka yra kruopščiai kontroliuojama - kartais užpildyta inertinėmis dujomis - siekiant užkirsti kelią nepageidaujamoms reakcijoms.
4. Baigimo prisilietimai
Po sukepinimo keramikai gali būti gydomi papildomai, kad būtų galima patikslinti savo veikimą:
Poliravimas: pritaikymui, kuriam reikalingi sklandūs paviršiai (pvz., Sandariai ar guoliai).
Danga: Plonas apsauginis sluoksnis (pvz., Silicio nitridas) galima pridėti, kad būtų padidintas atsparumas dilimui.
Apdorojimas: tikslus pjovimas ar gręžimas, kad būtų galima pasiekti galutinius matmenis.
Kodėl šis procesas yra svarbus
Silicio karbido jėgos paslaptis slypi tuo, kaip jo atomai sujungia sukepinimo metu. Aukštos temperatūros procesas sukuria stiprių silicio ir anglies jungčių tinklą, kuris yra atsparius šilumai, korozijai ir fiziniam stresui. Priedai ir tiksli temperatūros valdymas užtikrina, kad galutinis produktas nėra tik kietas, bet ir pakankamai kietas, kad atsispirtų įtrūkimams.
Didesnis vaizdas
Nuo pažangiausių turbinų iki taršos kontrolės sistemų, silicio karbido keramika vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį šiuolaikinėse technologijose. Nors gamybos procesas yra sudėtingas, būtent šis kruopštus mokslo ir inžinerijos pusiausvyra paprastus miltelius paverčia medžiaga, galinčia atlaikyti atšiauriausias sąlygas.
Taikant tyrimus, atsiranda naujų metodų, kaip 3D keramikos spausdinimas, žadėdami dar novatoriškesnius šios nepaprastos medžiagos naudojimo būdus.
Pašto laikas: 2012 m. Kovo 19 d