كربيد السيليكون الأسود (SiC) مادة صناعية تتميز بصلابة عالية، ومقاومة عالية للتآكل، ومقاومة عالية لدرجات الحرارة العالية، وثبات كيميائي ممتاز. يُصنع بشكل رئيسي من رمل الكوارتز، وفحم الكوك، ومواد خام أخرى تُصهر في فرن كهربائي عالي الحرارة. له استخدامات واسعة، تغطي مجالات صناعية متعددة. فيما يلي تطبيقاته الرئيسية:
—
1. المواد الكاشطة وأدوات القطع
المواد الكاشطة: يُستخدم كربيد السيليكون الأسود على نطاق واسع في تصنيع عجلات الطحن، وورق الصنفرة، ورؤوس الطحن، وغيرها، بفضل صلابته العالية (صلادة موس 9.2). وهو مناسب لطحن المواد منخفضة القوة، مثل الزجاج والسيراميك والحجر والحديد الزهر.
أدوات القطع: يُستخدم كمادة خام لأقراص القطع، في معالجة الأحجار وقطع المعادن وغيرها من المجالات، وهو مناسب بشكل خاص لقطع المواد الهشة.
—
٢. المواد المقاومة للحرارة
– التطبيقات الصناعية في درجات الحرارة العالية: مقاومة كربيد السيليكون الأسود لدرجات الحرارة العالية (درجة انصهاره حوالي ٢٧٠٠ درجة مئوية) تجعله مادة مثالية لبطانات الأفران، والطوب الحراري، والصب. يُستخدم في المعدات عالية الحرارة في صناعات المعادن، والسيراميك، والزجاج، وغيرها.
– مقاومة التآكل: أداء ممتاز في بيئات درجات الحرارة العالية والتآكل الكيميائي (مثل أفران صناعة الصلب).
—
3. أجزاء مقاومة للتآكل ومقاومة للصدمات
– أجزاء مقاومة للتآكل الصناعي: تستخدم في تصنيع حلقات الختم الميكانيكية، وفوهات السفع الرملي، وأجزاء مضخة الطين، وما إلى ذلك، وهي مناسبة للبيئات القاسية مثل صناعات التعدين والمواد الكيميائية.
– مواد مضادة للرصاص: بسبب صلابتها العالية ومقاومتها للصدمات، يمكن دمجها مع مواد أخرى لمعدات الحماية.
| التحليل الكيميائي النموذجي | الخصائص الفيزيائية النموذجية | ||
| كربيد السيليكون | ≥98% | صلابة: | موس: 9.15 |
| ثاني أكسيد السيليكون | ≤1% | نقطة الانصهار: | يتسامى عند 2250 درجة مئوية |
| H2O3 | ≤0.5% | أقصى درجة حرارة للخدمة: | 1900 درجة مئوية |
| Fe2O3 | ≤0.3% | الثقل النوعي: | 3.2-3.45 جم/سم3 |
| نادي كرة القدم | ≤0.3% | الكثافة الظاهرية (LPD): | 1.2-1.6 جم/سم3 |
| المحتوى المغناطيسي | ≤0.02% | لون: | أسود |
| شكل الجسيم: | سداسي | ||
—
4. مجالات الإلكترونيات وأشباه الموصلات
– ركيزة المكونات الإلكترونية: على الرغم من أن نقاءها أقل من كربيد السيليكون الأخضر، إلا أن كربيد السيليكون الأسود لا يزال يستخدم في تصنيع عناصر التسخين الكهربائية (مثل قضبان التسخين بالمقاومة)، وركائز تبديد الحرارة للوحات الدوائر، وما إلى ذلك.
– المواد المساعدة لأشباه الموصلات: في صناعة الطاقة الكهروضوئية، يتم استخدامه كمادة كاشطة لقطع رقاقة السيليكون لتحسين كفاءة القطع.
—
5. السيراميك والمواد المركبة
– مواد التعزيز: كمواد مضافة للمواد المركبة القائمة على السيراميك أو المعدن، تعمل على تحسين القوة ومقاومة التآكل ومقاومة درجات الحرارة العالية للمادة وتستخدم في صناعة الطيران، ووسادات فرامل السيارات، وما إلى ذلك.
—
6. مجالات الحماية الكيميائية والبيئية
– المعدات المقاومة للتآكل: تستخدم في المفاعلات وبطانات الأنابيب لمقاومة التآكل القوي الناتج عن الأحماض والقلويات.
– مواد التصفية: تستخدم كوسائط تصفية في معالجة غازات المداخن ذات درجات الحرارة العالية، مثل عناصر مرشح مجمع الغبار.
—
7. تطبيقات أخرى
– معالجة المجوهرات: تستخدم لقطع وتلميع الأحجار الكريمة.
– مواد الطلاء: تستخدم كطلاءات مقاومة للتآكل والتآكل على الأسطح المعدنية.
يتميز
كربيد السيليكون الأسود بنقاء أقل (حوالي 95٪ -98٪) وتكلفة أقل، وهو مناسب للسيناريوهات ذات متطلبات النقاء المنخفضة؛ يتميز كربيد السيليكون الأخضر بنقاء أعلى (≥ 99٪) وصلابة أفضل قليلاً، ويستخدم بشكل أساسي في المعالجة الدقيقة لكربيد الأسمنت ورقائق أشباه الموصلات وما إلى ذلك.
باختصار، يلعب كربيد السيليكون الأسود دورًا مهمًا في التصنيع الصناعي والمواد الجديدة والطاقة وغيرها من المجالات بخصائصه الفريدة، وهو مادة أساسية لتحسين الكفاءة والمتانة.
توزيع حجم كربيد السيليكون الأسود
| تسمية الحصى | متوسط القطر بالميكرومتر |
| ف12 | 1765 |
| ف14 | 1470 |
| إف16 | 1230 |
| اف 20 | 1040 |
| F22 | 885 |
| إف 24 | 745 |
| F30 | 625 |
| F36 | 525 |
| F40 | 438 |
| ف46 | 370 |
| إف54 | 310 |
| F60 | 260 |
| اف70 | 218 |
| اف 80 | 185 |
| اف 90 | 154 |
| اف 100 | 129 |
| F120 | 109 |
| إف 150 | 82 |
| إف 180 | 69 |
| F220 | 58 |
| حجم حبيبات JIS | D0(ميكرون) | D3(ميكرون) | D50(ميكرون) | D94(ميكرون) |
| #240 | ≤ 127 | ≤ 103 | 57.0±3.0 | ≥ 40 |
| #280 | ≤ 112 | ≤ 87 | 48.0±3.0 | ≥ 33 |
| #320 | ≤ 98 | ≤ 74 | 40.0±2.5 | ≥ 27 |
| #360 | ≤ 86 | ≤ 66 | 35.0±2.0 | ≥ 23 |
| #400 | ≤ 75 | ≤ 58 | 30.0±2.0 | ≥ 20 |
| #500 | ≤ 63 | ≤ 50 | 25.0±2.0 | ≥ 16 |
| #600 | ≤ 53 | ≤ 41 | 20.0±1.5 | ≥ 13 |
| #700 | ≤ 45 | ≤ 37 | 17.0±1.5 | ≥ 11 |
| #800 | ≤ 38 | ≤ 31 | 14.0±1.0 | ≥ 9.0 |
| #1000 | ≤ 32 | ≤ 27 | 11.5.±1.0 | ≥ 7.0 |
| #1200 | ≤ 27 | ≤ 23 | 9.5±0.8 | ≥ 5.5 |
| #1500 | ≤ 23 | ≤ 20 | 8.0±0.6 | ≥ 4.5 |
| #2000 | ≤ 19 | ≤ 17 | 6.7±0.6 | ≥ 4.0 |
| #2500 | ≤ 16 | ≤ 14 | 5.5±0.5 | ≥ 3.0 |
| #3000 | ≤ 13 | ≤ 11 | 4.0±0.5 | ≥ 2.0 |
| #4000 | ≤ 11 | ≤ 8.0 | 3.0±0.4 | ≥ 1.8 |