Nuolat tobulėjant šiuolaikinei pramonei ir technologijoms, medžiagų eksploatacinės savybės vaidina lemiamą vaidmenį. Ypač susidūrus su aukštos temperatūros aplinkos iššūkiais, medžiagos veikimo stabilumas tiesiogiai veikia susijusios įrangos ir gaminių eksploatacines savybes ir tarnavimo laiką.Silicio karbido gaminiai, pasižyminčios puikiu atsparumu aukštai temperatūrai, pamažu tampa idealiu pasirinkimu daugelyje aukštos temperatūros taikymo sričių.
Cheminės struktūros požiūriu silicio karbidas yra junginys, sudarytas iš dviejų elementų: silicio (Si) ir anglies (C). Šis unikalus atomų derinys suteikia silicio karbidui unikalių fizikinių ir cheminių savybių. Jo kristalinė struktūra yra labai stabili, o atomai yra glaudžiai susiję kovalentiniais ryšiais, suteikdami silicio karbidui stiprią vidinę jungimo jėgą, kuri yra jo atsparumo aukštai temperatūrai pagrindas.
Atkreipus dėmesį į praktinį pritaikymą, visiškai parodomas silicio karbido gaminių atsparumo aukštai temperatūrai pranašumas. Aukštos temperatūros pramoninių krosnių srityje tradicinės pamušalo medžiagos yra linkusios suminkštėti, deformuotis ir netgi pažeisti dėl ilgalaikio aukštos temperatūros poveikio, o tai ne tik veikia normalų krosnies veikimą, bet ir reikalauja dažno keitimo, didina išlaidas ir sunkumus priežiūroje. Iš silicio karbido pagaminta pamušalo medžiaga yra tarsi tvirtas „apsauginis kostiumas“ ant krosnies. Esant net 1350 ℃ temperatūrai, ji vis tiek gali išlaikyti stabilias fizines ir chemines savybes ir lengvai nesuminkštėja bei nesuyra. Tai ne tik labai pailgina krosnies pamušalo tarnavimo laiką ir sumažina priežiūros dažnumą, bet ir užtikrina efektyvų bei stabilų pramoninių krosnių veikimą aukštoje temperatūroje, suteikdama patikimas gamybos proceso garantijas.
Pavyzdžiui, aviacijos ir kosmoso srityje, skrisdami dideliu greičiu, orlaiviai dėl intensyvios trinties su oru išskiria daug šilumos, todėl smarkiai padidėja paviršiaus temperatūra. Todėl orlaiviuose naudojamos medžiagos turi būti atsparios aukštai temperatūrai, kitaip joms kils rimtas pavojus saugai. Silicio karbido pagrindu pagamintos kompozicinės medžiagos tapo svarbiomis medžiagomis gaminant pagrindines dalis, tokias kaip orlaivių variklių komponentai ir orlaivių šiluminės apsaugos sistemos, dėl puikaus atsparumo aukštai temperatūrai. Jos gali išlaikyti geras mechanines savybes esant itin aukštai temperatūrai, užtikrinti komponentų konstrukcinį vientisumą, padėti orlaiviams įveikti greičio ir temperatūros apribojimus bei pasiekti efektyvesnį ir saugesnį skrydį.
Mikroskopiniu požiūriu, silicio karbido atsparumo aukštai temperatūrai paslaptis slypi jo kristalinėje struktūroje ir cheminių jungčių savybėse. Kaip minėta anksčiau, kovalentinių jungčių energija tarp silicio karbido atomų yra labai didelė, todėl atomams sunku lengvai atsiskirti nuo savo gardelės padėčių aukštoje temperatūroje, taip išsaugant medžiagos struktūrinį stabilumą. Be to, silicio karbido šiluminio plėtimosi koeficientas yra santykinai mažas, o jo tūrio pokytis yra santykinai mažas, kai temperatūra smarkiai pasikeičia, todėl efektyviai išvengiama medžiagos lūžio problemos, kurią sukelia įtempių koncentracija dėl šiluminio plėtimosi ir susitraukimo.
Nuolat tobulėjant technologijoms, nuolat gerėja ir silicio karbido gaminių eksploatacinės savybės. Tyrėjai patobulino paruošimo procesą, optimizavo medžiagų formules ir kitas priemones, siekdami padidinti silicio karbido gaminių atsparumą aukštai temperatūrai, kartu išplėsdami jų taikymo galimybes daugiau sričių. Ateityje tikime, kad silicio karbido gaminiai dėl savo puikaus atsparumo aukštai temperatūrai sužibės ir generuos šilumą daugiau pramonės šakų, tokių kaip naujoji energetika, elektronika ir metalurgija, prisidėdami prie įvairių pramonės šakų plėtros.
Įrašo laikas: 2025 m. liepos 11 d.