Mūsdienu rūpniecības un tehnoloģiju nepārtrauktajā attīstībā materiālu veiktspējai ir izšķiroša nozīme. Īpaši saskaroties ar augstas temperatūras vides izaicinājumiem, materiāla darbības stabilitāte tieši ietekmē saistīto iekārtu un produktu veiktspēju un kalpošanas laiku.Silīcija karbīda izstrādājumi, pateicoties to izcilajai izturībai pret augstu temperatūru, pakāpeniski kļūst par ideālu izvēli daudzām augstas temperatūras lietojumprogrammām.
No ķīmiskās struktūras viedokļa silīcija karbīds ir savienojums, kas sastāv no diviem elementiem: silīcija (Si) un oglekļa (C). Šī unikālā atomu kombinācija piešķir silīcija karbīdam unikālas fizikālās un ķīmiskās īpašības. Tā kristāliskā struktūra ir ļoti stabila, un atomi ir cieši saistīti ar kovalentām saitēm, piešķirot silīcija karbīdam spēcīgu iekšējo saistīšanās spēku, kas ir tā augstās temperatūras izturības pamatā.
Pievēršoties praktiskiem pielietojumiem, pilnībā tiek pierādīta silīcija karbīda izstrādājumu augstās temperatūras izturības priekšrocība. Augstas temperatūras rūpniecisko krāšņu jomā tradicionālie oderējuma materiāli ilgstošas augstas temperatūras iedarbības rezultātā ir pakļauti mīkstināšanai, deformācijai un pat bojājumiem, kas ne tikai ietekmē krāsns normālu darbību, bet arī prasa biežu nomaiņu, palielinot izmaksas un apgrūtinot apkopi. No silīcija karbīda izgatavots oderējuma materiāls ir kā izturīga “aizsargapģērba” uzlikšana uz krāsns. Temperatūrā līdz pat 1350 ℃ tas joprojām var saglabāt stabilas fizikālās un ķīmiskās īpašības un viegli nemīkstinās un nesadalīsies. Tas ne tikai ievērojami pagarina krāsns oderējuma kalpošanas laiku un samazina apkopes biežumu, bet arī nodrošina rūpniecisko krāšņu efektīvu un stabilu darbību augstas temperatūras vidē, sniedzot uzticamas garantijas ražošanas procesam.
Piemēram, aviācijas un kosmosa jomā, lidojot lielā ātrumā, lidmašīnas rada lielu siltuma daudzumu intensīvas berzes ar gaisu dēļ, izraisot strauju virsmas temperatūras paaugstināšanos. Tas prasa, lai lidmašīnās izmantotajiem materiāliem būtu laba izturība pret augstu temperatūru, pretējā gadījumā tie saskarsies ar nopietniem drošības apdraudējumiem. Silīcija karbīda bāzes kompozītmateriāli ir kļuvuši par svarīgiem materiāliem tādu svarīgu detaļu kā lidmašīnu dzinēju komponentu un lidmašīnu termiskās aizsardzības sistēmu ražošanā, pateicoties to lieliskajai izturībai pret augstu temperatūru. Tie var saglabāt labu mehānisko veiktspēju ārkārtīgi augstas temperatūras apstākļos, nodrošināt komponentu strukturālo integritāti, palīdzēt lidmašīnām pārvarēt ātruma un temperatūras ierobežojumus un panākt efektīvāku un drošāku lidojumu.
No mikroskopiskā viedokļa silīcija karbīda augstās temperatūras izturības noslēpums slēpjas tā kristāliskajā struktūrā un ķīmisko saišu īpašībās. Kā minēts iepriekš, kovalentās saites enerģija starp silīcija karbīda atomiem ir ļoti augsta, kas apgrūtina atomu vieglu atdalīšanos no to režģa pozīcijām augstās temperatūrās, tādējādi saglabājot materiāla strukturālo stabilitāti. Turklāt silīcija karbīda termiskās izplešanās koeficients ir relatīvi zems, un tā tilpuma izmaiņas ir relatīvi nelielas, krasi mainoties temperatūrai, efektīvi novēršot materiāla lūzuma problēmu, ko izraisa sprieguma koncentrācija termiskās izplešanās un saraušanās dēļ.
Līdz ar tehnoloģiju nepārtrauktu attīstību arī silīcija karbīda izstrādājumu veiktspēja nepārtraukti uzlabojas. Pētnieki ir uzlabojuši sagatavošanas procesu, optimizējuši materiālu formulas un citus līdzekļus, lai paaugstinātu silīcija karbīda izstrādājumu izturību pret augstām temperatūrām, vienlaikus paplašinot to pielietojuma iespējas vairākās jomās. Mēs uzskatām, ka nākotnē silīcija karbīda izstrādājumi izcelsies un radīs siltumu vairākās nozarēs, piemēram, jaunās enerģijas, elektronikas un metalurģijas nozarēs, pateicoties to izcilajai izturībai pret augstām temperatūrām, veicinot dažādu nozaru attīstību.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 11. jūlijs