കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ ഉൽപ്പന്ന ആമുഖവും പ്രയോഗവും
കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്(കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് എന്ന് ചുരുക്കിപ്പറയുന്നത്) ക്വാർട്സ് മണലും പെട്രോളിയം കോക്കും പ്രധാന അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളായി നിർമ്മിച്ചതും ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഒരു പ്രതിരോധ ചൂളയിൽ ഉരുക്കുന്നതുമായ ഒരു കൃത്രിമ ലോഹേതര വസ്തുവാണ്. ഇതിന് കറുപ്പ്-ചാരനിറമോ കടും കറുപ്പോ നിറത്തിലുള്ള രൂപവും, വളരെ ഉയർന്ന കാഠിന്യവും, നല്ല താപ ചാലകതയും, രാസ സ്ഥിരതയും ഉണ്ട്. ഇത് ഒരു മികച്ച വ്യാവസായിക അസംസ്കൃത വസ്തുവാണ്, കൂടാതെ അബ്രാസീവ്സ്, റിഫ്രാക്റ്ററി വസ്തുക്കൾ, ലോഹശാസ്ത്രം, സെറാമിക്സ്, ഇലക്ട്രോണിക്സ്, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
Ⅰ. കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ പ്രകടന സവിശേഷതകൾ
മോഹ്സ് കാഠിന്യംകറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്9.2 വരെ ഉയർന്നതാണ്, വജ്രം, ക്യൂബിക് ബോറോൺ നൈട്രൈഡ് എന്നിവയ്ക്ക് പിന്നിൽ രണ്ടാമത്തേത്, കൂടാതെ വളരെ ശക്തമായ വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധവും ആഘാത പ്രതിരോധവുമുണ്ട്. ഇതിന്റെ ദ്രവണാങ്കം ഏകദേശം 2700°C ആണ്, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള അന്തരീക്ഷത്തിൽ ഇതിന് ഘടനാപരമായ സ്ഥിരത നിലനിർത്താൻ കഴിയും, മാത്രമല്ല വിഘടിപ്പിക്കാനോ രൂപഭേദം വരുത്താനോ എളുപ്പമല്ല. കൂടാതെ, ഇതിന് നല്ല താപ ചാലകതയും കുറഞ്ഞ താപ വികാസ ഗുണകവുമുണ്ട്, കൂടാതെ ഉയർന്ന താപനിലയിലും ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിലും മികച്ച താപ ഷോക്ക് സ്ഥിരത ഇപ്പോഴും കാണിക്കുന്നു.
രാസ ഗുണങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ, കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന് ആസിഡുകൾക്കും ക്ഷാരങ്ങൾക്കും നല്ല നാശന പ്രതിരോധമുണ്ട്, കൂടാതെ കഠിനമായ അന്തരീക്ഷങ്ങളിൽ വ്യാവസായിക ഉപയോഗത്തിന് ഇത് പ്രത്യേകിച്ചും അനുയോജ്യമാണ്. ഇതിന്റെ ഉയർന്ന ചാലകത ചില വൈദ്യുത ചൂടാക്കൽ വസ്തുക്കൾക്കും അർദ്ധചാലക മേഖലകൾക്കും ഒരു ബദൽ വസ്തുവായി മാറുന്നു.
Ⅱ. പ്രധാന ഉൽപ്പന്ന രൂപങ്ങളും സവിശേഷതകളും
വ്യത്യസ്ത കണിക വലുപ്പങ്ങളും ഉപയോഗങ്ങളും അനുസരിച്ച് കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് വിവിധ രൂപങ്ങളിൽ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും:
ബ്ലോക്ക് മെറ്റീരിയൽ: ഉരുക്കിയതിനുശേഷം വലിയ പരലുകൾ, പലപ്പോഴും പുനഃസംസ്കരണത്തിനോ മെറ്റലർജിക്കൽ അഡിറ്റീവുകളായി ഉപയോഗിക്കുന്നു;
ഗ്രാനുലാർ മണൽ (F മണൽ/P മണൽ): ഗ്രൈൻഡിംഗ് വീലുകൾ, സാൻഡ്ബ്ലാസ്റ്റിംഗ് അബ്രാസീവ്സ്, സാൻഡ്പേപ്പർ മുതലായവ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു;
മൈക്രോ പൗഡർ (W, D സീരീസ്): അൾട്രാ-പ്രിസിഷൻ ഗ്രൈൻഡിംഗ്, പോളിഷിംഗ്, സെറാമിക് സിന്ററിംഗ് മുതലായവയ്ക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്നു;
നാനോ-ലെവൽ മൈക്രോ പൗഡർ: ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ഇലക്ട്രോണിക് സെറാമിക്സ്, താപ ചാലക സംയുക്ത വസ്തുക്കൾ മുതലായവയ്ക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്നു.
കണിക വലുപ്പം F16 മുതൽ F1200 വരെയാണ്, കൂടാതെ മൈക്രോ പൗഡറിന്റെ കണിക വലുപ്പം നാനോമീറ്റർ ലെവലിൽ എത്താൻ കഴിയും, ഇത് വ്യത്യസ്ത ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡുകളുടെ സാങ്കേതിക ആവശ്യങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് ഇഷ്ടാനുസൃതമാക്കാൻ കഴിയും.
Ⅲ. കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ പ്രധാന പ്രയോഗ മേഖലകൾ
1. ഉരച്ചിലുകളും പൊടിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങളും
കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ ഏറ്റവും പരമ്പരാഗതവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നതുമായ പ്രയോഗ മേഖലകളാണ് ഉരച്ചിലുകൾ. ഉയർന്ന കാഠിന്യവും സ്വയം മൂർച്ച കൂട്ടുന്ന ഗുണങ്ങളും പ്രയോജനപ്പെടുത്തി, കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഗ്രൈൻഡിംഗ് വീലുകൾ, കട്ടിംഗ് ഡിസ്കുകൾ, സാൻഡ്പേപ്പർ, ഗ്രൈൻഡിംഗ് ഹെഡുകൾ, ഗ്രൈൻഡിംഗ് പേസ്റ്റുകൾ തുടങ്ങിയ വിവിധ ഉരച്ചിലുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം, ഇവ കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ്, ഉരുക്ക്, നോൺ-ഫെറസ് ലോഹങ്ങൾ, സെറാമിക്സ്, ഗ്ലാസ്, ക്വാർട്സ്, സിമന്റ് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ തുടങ്ങിയ വസ്തുക്കൾ പൊടിക്കുന്നതിനും സംസ്ക്കരിക്കുന്നതിനും അനുയോജ്യമാണ്.
വേഗത്തിലുള്ള ഗ്രൈൻഡിംഗ് വേഗത, അടഞ്ഞുപോകാൻ എളുപ്പമല്ല, ഉയർന്ന പ്രോസസ്സിംഗ് കാര്യക്ഷമത എന്നിവയാണ് ഇതിന്റെ ഗുണങ്ങൾ.ലോഹ സംസ്കരണം, യന്ത്ര നിർമ്മാണം, കെട്ടിട അലങ്കാരം, മറ്റ് വ്യവസായങ്ങൾ എന്നിവയിൽ ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
2. റിഫ്രാക്റ്ററി വസ്തുക്കൾ
ഉയർന്ന താപനില സ്ഥിരതയും നാശന പ്രതിരോധവും കാരണം, ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള റിഫ്രാക്റ്ററി വസ്തുക്കളുടെ മേഖലയിൽ കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഇഷ്ടികകൾ, ഫർണസ് ലൈനിംഗുകൾ, ക്രൂസിബിളുകൾ, തെർമോകപ്പിൾ സംരക്ഷണ ട്യൂബുകൾ, ചൂള ഉപകരണങ്ങൾ, നോസിലുകൾ, ട്യൂയർ ഇഷ്ടികകൾ മുതലായവ ഇതിൽ നിന്ന് നിർമ്മിക്കാം, കൂടാതെ ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള വ്യവസായങ്ങളായ മെറ്റലർജി, നോൺ-ഫെറസ് ലോഹങ്ങൾ, വൈദ്യുതി, ഗ്ലാസ്, സിമൻറ് മുതലായവയിൽ ഉപകരണങ്ങളുടെ ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും പ്രവർത്തന സുരക്ഷ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
കൂടാതെ, ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള ഓക്സിഡൈസിംഗ് അന്തരീക്ഷത്തിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് വസ്തുക്കൾക്ക് നല്ല ആന്റിഓക്‌സിഡന്റ് ഗുണങ്ങളുണ്ട്, കൂടാതെ ചൂടുള്ള ബ്ലാസ്റ്റ് ഫർണസുകൾ, ബ്ലാസ്റ്റ് ഫർണസുകൾ, മറ്റ് ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയുടെ പ്രധാന ഭാഗങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ അനുയോജ്യമാണ്.
3. മെറ്റലർജിക്കൽ വ്യവസായം
ഉരുക്ക് നിർമ്മാണം, കാസ്റ്റിംഗ് തുടങ്ങിയ ലോഹ പ്രക്രിയകളിൽ, കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഒരു ഡീഓക്സിഡൈസർ, വാമിംഗ് ഏജന്റ്, റീകാർബറൈസർ എന്നിവയായി ഉപയോഗിക്കാം. ഉയർന്ന കാർബൺ ഉള്ളടക്കവും വേഗത്തിലുള്ള താപ പ്രകാശനവും കാരണം, ഉരുക്കൽ കാര്യക്ഷമത ഫലപ്രദമായി മെച്ചപ്പെടുത്താനും ഉരുകിയ ഉരുക്കിന്റെ ഗുണനിലവാരം മെച്ചപ്പെടുത്താനും ഇതിന് കഴിയും. അതേസമയം, ഉരുക്കൽ പ്രക്രിയയിലെ മാലിന്യത്തിന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കാനും ഉരുകിയ ഉരുക്ക് ശുദ്ധീകരിക്കുന്നതിൽ ഒരു പങ്കു വഹിക്കാനും ഇതിന് കഴിയും.
ചില സ്റ്റീൽ മില്ലുകൾ കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പിന്റെയും ഡക്റ്റൈൽ ഇരുമ്പിന്റെയും ഉരുക്കലിൽ ഘടന ക്രമീകരിക്കുന്നതിന് ചെലവ് ലാഭിക്കുന്നതിനും കാസ്റ്റിംഗുകളുടെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും ഒരു നിശ്ചിത അനുപാതത്തിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ചേർക്കുന്നു.
4. സെറാമിക്സും ഇലക്ട്രോണിക് വസ്തുക്കളും
ഫങ്ഷണൽ സെറാമിക്സിനുള്ള ഒരു പ്രധാന അസംസ്കൃത വസ്തുവാണ് കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്. ഘടനാപരമായ സെറാമിക്സ്, വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള സെറാമിക്സ്, താപ ചാലക സെറാമിക്സ് മുതലായവ തയ്യാറാക്കാൻ ഇത് ഉപയോഗിക്കാം, കൂടാതെ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, രാസ വ്യവസായം, യന്ത്രങ്ങൾ തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ വിശാലമായ സാധ്യതകളുണ്ട്. 120 W/m·K വരെ താപ ചാലകതയുള്ള ഇതിന് മികച്ച താപ ചാലകതയുണ്ട്, കൂടാതെ പലപ്പോഴും താപ ചാലക താപ വിസർജ്ജന വസ്തുക്കൾ, താപ ഇന്റർഫേസ് മെറ്റീരിയലുകൾ, LED താപ വിസർജ്ജന ഘടകങ്ങൾ എന്നിവയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
കൂടാതെ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ക്രമേണ പവർ സെമികണ്ടക്ടറുകളുടെ മേഖലയിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുകയും ഉയർന്ന താപനിലയിലും ഉയർന്ന വോൾട്ടേജിലും ഉള്ള ഉപകരണങ്ങൾക്കുള്ള അടിസ്ഥാന വസ്തുവായി മാറുകയും ചെയ്തു. കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ പരിശുദ്ധി പച്ച സിലിക്കൺ കാർബൈഡിനേക്കാൾ അല്പം കുറവാണെങ്കിലും, ചില ഇടത്തരം, താഴ്ന്ന വോൾട്ടേജ് ഇലക്ട്രോണിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളിലും ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു.
5. ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക്, പുതിയ ഊർജ്ജ വ്യവസായങ്ങൾ
ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് വ്യവസായത്തിൽ സിലിക്കൺ വേഫറുകൾ മുറിക്കുന്നതിന് കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടി വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഡയമണ്ട് വയർ മുറിക്കൽ പ്രക്രിയയിൽ ഒരു അബ്രാസീവ് എന്ന നിലയിൽ, ഉയർന്ന കാഠിന്യം, ശക്തമായമുറിക്കൽബലം, കുറഞ്ഞ നഷ്ടം, മിനുസമാർന്ന കട്ടിംഗ് പ്രതലം എന്നിവ സിലിക്കൺ വേഫറുകളുടെ കട്ടിംഗ് കാര്യക്ഷമതയും വിളവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും വേഫർ നഷ്ട നിരക്കും ഉൽപാദനച്ചെലവും കുറയ്ക്കുന്നതിനും സഹായിക്കുന്നു.
പുതിയ ഊർജ്ജത്തിന്റെയും പുതിയ മെറ്റീരിയൽ സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെയും തുടർച്ചയായ വികസനത്തോടൊപ്പം, ലിഥിയം ബാറ്ററി നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് അഡിറ്റീവുകൾ, സെറാമിക് മെംബ്രൻ കാരിയറുകൾ തുടങ്ങിയ ഉയർന്നുവരുന്ന മേഖലകൾക്കായി സിലിക്കൺ കാർബൈഡും വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു.
Ⅳ. സംഗ്രഹവും കാഴ്ചപ്പാടും
മികച്ച മെക്കാനിക്കൽ, താപ, രാസ ഗുണങ്ങളാൽ പല വ്യാവസായിക മേഖലകളിലും കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് മാറ്റാനാകാത്ത പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. നിർമ്മാണ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ തുടർച്ചയായ പുരോഗതി, ഉൽപ്പന്ന കണിക വലുപ്പ നിയന്ത്രണം, പരിശുദ്ധി ശുദ്ധീകരണം, ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡുകളുടെ തുടർച്ചയായ വികാസം എന്നിവയിലൂടെ, കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഉയർന്ന പ്രകടനത്തിലേക്കും കൃത്യതയിലേക്കും വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു.
ഭാവിയിൽ, ന്യൂ എനർജി, ഇലക്ട്രോണിക് സെറാമിക്സ്, ഹൈ-എൻഡ് തുടങ്ങിയ വ്യവസായങ്ങളുടെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള ഉയർച്ചയോടെപൊടിക്കുന്നു ബുദ്ധിപരമായ നിർമ്മാണം, ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള നിർമ്മാണ മേഖലയിൽ കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കൂടുതൽ പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുകയും നൂതന മെറ്റീരിയൽ ടെക്നോളജി സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഒരു പ്രധാന ഘടകമായി മാറുകയും ചെയ്യും.