Уурхайн хаягдлын лаг нь дамжуулах хоолойд өндөр хурдтайгаар цохигдох, металлургийн цехийн өндөр температурт шаар нь дотор ханыг угааж байх, химийн цехийн хүчтэй хүчлийн уусмал нь хоолойн ханыг өдөр бүр зэврүүлэх үед ердийн металл дамжуулах хоолой хэдхэн сарын дараа л гоождог. Гэхдээ ийм "үйлдвэрлэлийн цэвэрлэгээ"-нд гэмтэлгүй амьдрах чадвартай дамжуулах хоолойн төрөл байдаг бөгөөд энэ нь...цахиурын карбидоор хийсэн элэгдэлд тэсвэртэй хоолойүндсэн материал болгон. Энэхүү энгийн мэт санагдах үйлдвэрлэлийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь ямар төрлийн материаллаг оюун ухааныг нуудаг вэ?
Гангаас илүү зөрүүд материалын код
Цахиурын карбидын түүх 19-р зууны сүүлчээр эрдэмтэд синтетик алмаз үйлдвэрлэх гэж оролдож байхдаа санамсаргүйгээр энэхүү хатуу нэгдлийг нээсэнээр эхэлсэн. Энэ нь байгальд маш ховор бөгөөд "Моиссанит" гэгддэг бол өнөөдөр үйлдвэрлэлд ашиглаж буй цахиурын карбид нь бараг бүхэлдээ хиймэл синтезийн бүтээгдэхүүн юм.
Цахиурын карбидын хоолойг ийм "үйлдвэрлэлд тэсвэртэй" болгох нууц нь тэдний өвөрмөц бичил бүтцэд оршдог. Электрон микроскопоор харахад цахиурын карбидын талстууд нь алмаазтай төстэй тетраэдр бүтэцтэй бөгөөд цахиурын атом бүр дөрвөн нүүрстөрөгчийн атомаар нягт хүрээлэгдсэн бөгөөд эвдэршгүй ковалент холбооны сүлжээ үүсгэдэг. Энэхүү бүтэц нь алмаазны дараа хоёрдугаарт ордог бөгөөд Мохсын хатуулаг нь 9.5 бөгөөд энэ нь кварцын элсний тасралтгүй элэгдэл (Мохсын хатуулаг 7) ч гэсэн ул мөр үлдээхэд хэцүү гэсэн үг юм.
Цахиурын карбид нь зөвхөн хатуу төдийгүй өндөр температурт маш тэсвэртэй байдаг нь бүр ч ховор тохиолддог зүйл юм. 1400 ℃ өндөр температурт ч гэсэн тогтвортой механик шинж чанараа хадгалж чаддаг тул гангийн металлургийн тэсэлгээний зууханд нүүрсний нунтаг тээвэрлэх, дулааны цахилгаан үйлдвэрлэх зуухны шаарны ялгаруулалт зэрэг өндөр температурын нөхцөлд сайн ажилладаг. Үүний зэрэгцээ, энэ нь ихэнх хүчил ба шүлтийн элэгдэлд "дархлаатай" бөгөөд энэхүү зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь химийн үйлдвэрийн хүчтэй хүчил дамжуулах хоолойд онцгой үнэ цэнэтэй юм.
Шугам хоолойн ашиглалтын хугацааг арав дахин нэмэгдүүлэх дизайны философи
Энгийн хатуулаг нь нарийн төвөгтэй үйлдвэрлэлийн орчинд дасан зохицоход хангалтгүй. Орчин үеийн цахиурын карбидын элэгдэлд тэсвэртэй хоолойнууд нь илүү ухаалаг нийлмэл бүтэцтэй: ихэвчлэн гаднах давхарга нь бүтцийн тулгуур болдог энгийн нүүрстөрөгчийн ган, дотор давхарга нь цахиурын карбидын керамик доторлогоотой байдаг бөгөөд зарим хоолойнууд нь нийт бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд гадна талаасаа шилэн хөвөнг ороодог. Энэхүү загвар нь цахиурын карбидын элэгдэлд тэсвэртэй давуу талыг ашиглаад зогсохгүй керамик материалын хэврэг байдлыг нөхдөг.
Инженерүүд мөн дамжуулах хоолойн янз бүрийн хэсгүүдийн элэгдлийн зэрэг дээр үндэслэн "ялгавартай дизайн" хийх болно. Жишээлбэл, хэрэв тохойн гадна талын нум хамгийн их элэгдсэн бол илүү зузаан цахиурын карбидын доторлогоо ашиглана; Хэрэв дотор талын нумын элэгдэл харьцангуй хөнгөн бол бат бөх чанарыг хангах, материалын хаягдлаас зайлсхийхийн тулд зохих ёсоор нимгэрүүлэх хэрэгтэй.
Урвалын шаталтын технологийг хэрэглэснээр цахиурын карбидын хоолойг илүү төгс болгодог. Температур болон түүхий эдийн харьцааг нарийн хянаснаар материал нь бараг тэг сүвэрхэг чанар бүхий нягт төлөвт хүрэхийн зэрэгцээ бал чулуун бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэвтрүүлж өөрөө тослох давхарга үүсгэдэг. Шингэн нь хоолойг угаах үед бал чулуун давхарга нь хамгаалалтын хальс үүсгэж, үрэлтийн коэффициентийг улам бууруулдаг бөгөөд энэ нь хоолой дээр "тосолгооны хуяг" тавихтай адил юм.
Аж үйлдвэрийн удам угсаанаас ногоон ирээдүй хүртэл
Дулааны эрчим хүч, уул уурхай, металлурги, химийн инженерчлэл зэрэг хүнд үйлдвэрүүдэд дамжуулах хоолойн систем нь "аж үйлдвэрийн цусан холбоо"-той адил бөгөөд тэдгээрийн найдвартай байдал нь үйлдвэрлэлийн аюулгүй байдал, үр ашигтай шууд холбоотой. Уламжлалт металл хоолойг хүчтэй элэгдэлд орсон орчинд 3 сарын дотор солих шаардлагатай байдаг бол цахиурын карбидын элэгдэлд тэсвэртэй хоолойн ашиглалтын хугацааг 10 дахин ихэсгэж, зогсолтын засвар үйлчилгээний давтамжийг эрс багасгадаг.
Энэхүү удаан хугацааны шинж чанар нь байгаль орчинд ихээхэн ашиг тустай. Шугам хоолойг солихыг багасгах нь гангийн хэрэглээг бууруулдаг бөгөөд үйлдвэрлэлийн процесст ашигладаг дэвшилтэт хайлуулах технологиуд (ESK арга гэх мэт) нь хаягдал хийг цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашиглаж, эрчим хүчний хэрэглээг 20% -иар нэмэгдүүлдэг. Лити батерей үйлдвэрлэл, байгаль орчныг хамгаалах тоног төхөөрөмж зэрэг шинээр гарч ирж буй салбарт цахиурын карбидын хоолойн зэврэлт, элэгдэлд тэсвэртэй байдал нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Бид аж үйлдвэрийн дэвшлийн тухай ярихдаа ихэвчлэн гайхалтай өндөр технологийн бүтээгдэхүүнүүдэд анхаарлаа хандуулдаг ч цахиурын карбидын элэгдэлд тэсвэртэй хоолой гэх мэт "тайзны ард байгаа баатрууд"-ыг амархан үл тоомсорлодог. Чухам энэ шинэчлэл нь орчин үеийн үйлдвэрлэлийн үр ашигтай ажиллагааг дэмждэг үндсэн материалын шинж чанарыг хамгийн ихээр нэмэгдүүлдэг. Уурхайгаас үйлдвэрүүд, өндөр температурын зуухнаас химийн цехүүд хүртэл эдгээр чимээгүй "маш хатуу бамбай" нь аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийн аюулгүй байдал, тогтвортой байдалд өөрийн гэсэн хувь нэмэр оруулж байна.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 7-р сарын 30