Từ đường ống vận chuyển đến các phương tiện năng lượng mới, từ lò nung nhiệt độ cao đến vệ tinh hàng không vũ trụ, một vật liệu được gọi là "kim cương công nghiệp" đang âm thầm định nghĩa lại ranh giới của ngành sản xuất hiện đại.Gốm sứ silicon carbide, một vật liệu siêu cứng có độ cứng chỉ đứng sau kim cương tự nhiên, đang tạo ra một cuộc cách mạng thầm lặng trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp hiện đại, chất bán dẫn, hàng không vũ trụ và năng lượng mới do có khả năng chịu nhiệt độ cao, khả năng chống bức xạ mạnh và độ dẫn nhiệt tuyệt vời.
Khi 'xương cứng' gặp phải sản xuất chính xác
Nếu gốm sứ truyền thống là sứ xanh và trắng trong nghệ thuật và thủ công, thì gốm sứ silicon carbide giống như đồng hồ Thụy Sĩ trong các dụng cụ chính xác hơn. Độ cứng của nó gấp 3-5 lần so với gốm sứ thông thường và độ cứng này gần với kim cương tự nhiên khiến quá trình gia công giống như chạm khắc trên tấm thép – các dụng cụ cắt thông thường bị mòn với tốc độ đáng kinh ngạc trong quá trình cắt. Điều thậm chí còn khó khăn hơn là bản chất "cứng" của silicon carbide khiến nó dễ bị nứt cạnh ngay cả khi chỉ mắc một lỗi nhỏ trong quá trình gia công, đặc biệt là đối với một số bộ phận có thành mỏng đòi hỏi sự thận trọng tương tự như tác phẩm nghệ thuật pha lê.
Nhưng nhu cầu của ngành công nghiệp hiện đại đang thúc đẩy những đột phá về công nghệ. Các kỹ sư đã phát hiện ra rằng chìa khóa để giải quyết vấn đề này nằm ở sự kết hợp giữa độ cứng và độ mềm dẻo: duy trì các đặc tính vốn có của vật liệu trong khi áp dụng kiểm soát chính xác trong quá trình chế biến. Giống như các đầu bếp hàng đầu làm chủ nhiệt độ, các kỹ thuật chế biến hiện đại dần dần chế ngự vật liệu cứng đầu này thông qua việc kiểm soát chính xác nhiệt độ, áp suất và tần số rung.
Ba chìa khóa để mở khóa kim cương công nghiệp
1. Ép nóng
Đây là một trong những phương pháp phổ biến nhất để gia công gốm silicon carbide. Phương pháp này đặt bột silicon carbide hoặc bột hỗn hợp vào khuôn ép nóng và gia công thành hình dạng dưới nhiệt độ và áp suất cao. Nó có hiệu suất sản xuất và độ chính xác tạo hình cao, phù hợp để sản xuất các sản phẩm gốm silicon carbide quy mô lớn như dụng cụ cắt, tấm nhôm kéo nóng, v.v.
2. Đổ vữa khuôn
Đây là phương pháp tạo hình nhanh và chi phí thấp cho các sản phẩm gốm silicon carbide. Phương pháp này trộn bột silicon carbide với các chất phụ gia khác, thêm chúng vào nước để tạo thành hỗn hợp sệt và phun vào khuôn đúc. Sau đó, nó được xử lý và tạo hình thông qua quá trình sấy khô và thiêu kết ở nhiệt độ cao, với chu kỳ xử lý ngắn và chi phí thấp. Nó phù hợp để chế tạo các bộ phận có độ bền cao, mật độ cao và các thành phần chịu tải.
3. Luyện kim bột
Luyện kim bột là phương pháp trộn và định hình bột silicon carbide theo tỷ lệ nhất định, sau đó thiêu kết ở nhiệt độ cao và áp suất cao. Phương pháp này có quy trình sản xuất đơn giản, hình dạng sản phẩm đa dạng, độ chính xác gia công cao, thích hợp để sản xuất các sản phẩm gốm có độ chính xác cao, độ bền cao và chống mài mòn.
Từ mẫu phòng thí nghiệm đến sản xuất hàng loạt trên dây chuyền sản xuất, bước đột phá trong quá trình chế biến gốm silicon carbide đã khẳng định một sự thật: không có vật liệu nào là không thể chế biến, chỉ có công nghệ chưa bị đột phá. Với sự trưởng thành của các công nghệ mới như chế biến bằng laser và thiêu kết vi sóng, vật liệu siêu cứng từng rất đáng sợ này đang được trẻ hóa trong các nhà máy thông minh, truyền sức mạnh cốt lõi vào “sản xuất thông minh của Trung Quốc”.
Trong đại dương bao la của khám phá không gian và làn sóng xanh của năng lượng sạch, gốm silicon carbide đang viết nên một huyền thoại công nghiệp của thời đại này với nét quyến rũ độc đáo của vật liệu. Cuộc chiến giữa độ cứng và trí thông minh này có thể là hình ảnh thu nhỏ vĩnh cửu của nhân loại khi phá vỡ các ranh giới công nghệ.
Thời gian đăng: 09-04-2025