Silīcija karbīda (sic) keramikair pazīstami ar savu neticamo izturību, karstuma izturību un izturību. Šīs īpašības padara tās ideālas lietošanai grūtā vidē, piemēram, kosmiskās aviācijas motoros vai rūpnieciskajās mašīnās. Bet kā tieši šie uzlabotie materiāli ir izveidoti? Pārtraukti sadalīsim procesu soli pa solim.
1. RAW materiāla sagatavošana
Viss sākas ar augstas tīrības pakāpes silīcija karbīda pulveri. Padomājiet par to kā “miltus” keramikas “kūkas” cepšanai. Lai uzlabotu gala materiāla īpašības, neliels piedevu daudzums - piemēram, alumīnija oksīds vai bora savienojumi - ir sajaukti. Šīs piedevas rīkojas kā līme vēlākās posmos, palīdzot daļiņām saiknāk saisikt efektīvāk.
2. Keramikas veidošana
Pēc tam pulveri pārvērš formējamā formā. Tiek izmantotas divas izplatītas metodes:
Nospiežot: pulveris tiek saspiests noteiktā formā, izmantojot augstu spiedienu, līdzīgi kā sablīvēt sniegu sniega bumbiņā.
Injekcijas veidne: pulveri sajauc ar pagaidu saistvielu (piemēram, vasku), lai izveidotu mīklai līdzīgu maisījumu, kas tiek ievadīts veidnēs sarežģītām formām.
Šajā posmā materiāls joprojām ir trausls, piemēram, sausu smilšu skulptūra, un tas ir “jāaizsargā”, lai kļūtu stiprs.
3. Sērtēšanas process
Šeit notiek maģija. Formas keramiku karsē īpašā krāsnī ārkārtīgi augstā temperatūrā (bieži virs 1800 ° C). Sēršanas laikā notiek divas galvenās lietas:
Daļiņu saite: silīcija karbīda graudi kļūst tuvāk, novēršot spraugas un veidojot cietu struktūru.
Piedevas darbojas: pievienoti savienojumi nedaudz izkūst, izveidojot “tiltu” starp daļiņām, lai uzlabotu izturību.
Vide krāsns iekšpusē tiek rūpīgi kontrolēta - dažreiz piepildīta ar inertajām gāzēm -, lai novērstu nevēlamas reakcijas.
4. Pabeigšana
Pēc saķepināšanas keramikā var tikt veikta papildu ārstēšana, lai uzlabotu tā sniegumu:
Pulēšana: lietojumprogrammām, kurām nepieciešama gluda virsma (piemēram, blīvējumi vai gultņi).
Pārklājums: Lai palielinātu nodiluma izturību, var pievienot plānu aizsargājošu slāni (piemēram, silīcija nitrīda).
Apstrāde: precīza griešana vai urbšana, lai sasniegtu galīgo izmērus.
Kāpēc šim procesam ir nozīme
Silīcija karbīda izturības noslēpums ir tas, kā tā atomi saista saķepināšanas laikā. Augstas temperatūras process rada spēcīgu silīcija-oglekļa saites tīklu, kas ir izturīgi pret karstumu, koroziju un fizisko stresu. Piedevas un precīza temperatūras kontrole nodrošina galaproduktu nav tikai grūts, bet arī pietiekami izturīgs, lai pretotos plaisāšanai.
Lielāks attēls
Sākot ar vismodernākajām turbīnām līdz piesārņojuma kontroles sistēmām, silīcija karbīda keramikai ir būtiska loma mūsdienu tehnoloģijās. Kamēr ražošanas process ir sarežģīts, šis rūpīgais zinātnes un inženierijas līdzsvars vienkāršo pulveri pārvērš par materiālu, kas spēj izturēt skarbākos apstākļus.
Pētniecības attīstībai, jaunas metodes, piemēram, keramikas 3D drukāšana, ir parādījušās, solot vēl inovatīvāku izmantošanu šim neparastajam materiālam.
Pasta laiks: 19.-19.