Svelendu e proprietà uniche è e prospettive d'applicazione di a micropolvera di carburo di siliciu verde
In u campu di i materiali high-tech d'oghje, a micropolvera di carburu di siliciu verde diventa pianu pianu u centru d'attenzione di a cumunità scientifica di i materiali per via di e so proprietà fisiche è chimiche uniche. Stu cumpostu cumpostu d'elementi di carbone è siliciu hà mostratu ampie prospettive d'applicazione in parechji campi industriali per via di a so struttura cristallina particulare è di e so eccellenti prestazioni. Questu articulu esplorerà in prufundità e proprietà uniche di a micropolvera di carburu di siliciu verde è u so putenziale d'applicazione in vari campi.
1. Caratteristiche basiche di a micropolvera di carburo di siliciu verde
U carburu di siliciu verde (SiC) hè un materiale sinteticu superduru è appartene à un cumpostu di legame covalente. A so struttura cristallina presenta un sistema esagonale cù una disposizione simile à un diamante. A micropolvere di carburu di siliciu verde si riferisce di solitu à prudutti in polvere cù una gamma di dimensioni di particelle da 0,1-100 micron, è u so culore presenta una varietà di tonalità da u verde chjaru à u verde scuru per via di a diversa purezza è di u cuntenutu di impurità.
Da a struttura microscopica, ogni atomu di siliciu in u cristallu di carburu di siliciu verde forma una coordinazione tetraedrica cù quattru atomi di carboniu. Questa forte struttura di legame covalente dà à u materiale una durezza è una stabilità chimica estremamente elevate. Vale a pena nutà chì a durezza Mohs di u carburu di siliciu verde righjunghji 9,2-9,3, seconda solu à u diamante è u nitruru di boru cubicu, ciò chì u rende insustituibile in u campu di l'abrasivi.
2. Proprietà uniche di a micropolvera di carburo di siliciu verde
1. Eccellenti proprietà meccaniche
A caratteristica più notevule di a micropolvera di carburo di siliciu verde hè a so durezza estremamente alta. A so durezza Vickers pò ghjunghje à 2800-3300 kg/mm², ciò chì a rende adatta à a trasfurmazione di materiali duri. À u listessu tempu, u carburo di siliciu verde hà ancu una bona resistenza à a compressione è pò mantene una alta resistenza meccanica à alte temperature. Sta caratteristica permette di utilizallu in ambienti estremi.
2. Eccellenti proprietà termiche
A cunduttività termica di u carburu di siliciu verde hè alta cum'è 120-200W/(m·K), chì hè 3-5 volte quella di l'acciaiu ordinariu. Questa eccellente cunduttività termica ne face un materiale ideale per a dissipazione di u calore. Ciò chì hè ancu più stupente hè chì u coefficientu di dilatazione termica di u carburu di siliciu verde hè solu 4,0 × 10⁻⁶/℃, ciò chì significa chì hà una eccellente stabilità dimensionale quandu a temperatura cambia, è ùn pruducerà micca deformazioni evidenti per via di l'espansione è a cuntrazione termica.
3. Stabilità chimica eccezziunale
In termini di proprietà chimiche, u carburu di siliciu verde mostra una inerzia estremamente forte. Pò resiste à a currusione di a maiò parte di l'acidi, alcali è soluzioni saline, è pò rimanere stabile ancu à alte temperature. L'esperimenti mostranu chì u carburu di siliciu verde pò ancu mantene una bona stabilità in un ambiente ossidante sottu à 1000 ℃, ciò chì u rende putenziale per l'usu à longu andà in ambienti currusivi.
4. Proprietà elettriche speciali
U carburu di siliciu verde hè un materiale semiconduttore à banda proibita larga cù una larghezza di banda proibita di 3,0 eV, chì hè assai più grande di l'1,1 eV di u siliciu. Sta caratteristica li permette di resiste à tensioni è temperature più elevate, è hà vantaghji unichi in u campu di i dispositivi elettronichi di putenza. Inoltre, u carburu di siliciu verde hà ancu una alta mobilità elettronica, chì rende pussibule u sviluppu di dispositivi à alta frequenza.
3. Prucessu di preparazione di micropolvere di carburo di siliciu verde
A preparazione di a micropolvera di carburo di siliciu verde adotta principalmente u prucessu Acheson. Stu metudu mischia sabbia di quarzu è coke di petroliu in una certa proporzione è li riscalda à 2000-2500 ℃ in un fornu di resistenza per a reazione. U carburo di siliciu verde in blocchi generatu da a reazione subisce prucessi cum'è a frantumazione, a classificazione è u decapaggio per ottene infine prudutti di micropolvera di diverse dimensioni di particelle.
In l'ultimi anni, cù l'avanzamentu di a tecnulugia, sò emersi novi metudi di preparazione. A deposizione chimica di vapore (CVD) pò preparà una polvere di carburo di siliciu verde à nanoscala di alta purezza; u metudu sol-gel pò cuntrullà accuratamente a dimensione di e particelle è a morfologia di a polvere; u metudu plasma pò ottene una pruduzzione cuntinua è migliurà l'efficienza di a pruduzzione. Quessi novi prucessi offrenu più pussibilità per l'ottimisazione di e prestazioni è l'espansione di l'applicazione di a micropolvere di carburo di siliciu verde.
4. Principali campi d'applicazione di a micropolvera di carburo di siliciu verde
1. Macinazione è lucidatura di precisione
Cum'è abrasivu superduru, a micropolvera di carburo di siliciu verde hè largamente aduprata in a trasfurmazione di precisione di carburo cementatu, ceramica, vetru è altri materiali. In l'industria di i semiconduttori, a polvere di carburo di siliciu verde di alta purezza hè aduprata per lucidà i wafer di siliciu, è e so prestazioni di taglio sò megliu cà quelle di l'abrasivi tradiziunali di allumina. In u campu di a trasfurmazione di cumpunenti ottici, a polvere di carburo di siliciu verde pò ottene una rugosità superficiale à nanoscala è risponde à i requisiti di trasfurmazione di cumpunenti ottici di alta precisione.
2. Materiali ceramici avanzati
A polvere di carburo di siliciu verde hè una materia prima impurtante per a preparazione di ceramiche d'altu rendimentu. E ceramiche strutturali cù eccellenti proprietà meccaniche è stabilità termica ponu esse fatte per mezu di prucessi di sinterizzazione à pressatura calda o di sinterizzazione à reazione. Stu tipu di materiale ceramicu hè largamente utilizatu in cumpunenti chjave cum'è guarnizioni meccaniche, cuscinetti è ugelli, in particulare in cundizioni di travagliu difficili cum'è alte temperature è corrosione.
3. Elettronica è dispositivi à semiconduttori
In u campu di l'elettronica, a polvere di carburo di siliciu verde hè aduprata per preparà materiali semiconduttori à banda larga. I dispositivi di putenza basati nantu à u carburo di siliciu verde anu caratteristiche di funziunamentu à alta frequenza, alta tensione è alta temperatura, è mostranu un grande putenziale in i veiculi energetichi novi, e rete intelligenti è altri campi. Studi anu dimustratu chì i dispositivi di putenza à base di carburo di siliciu verde ponu riduce a perdita di energia di più di u 50% paragunatu à i dispositivi tradiziunali à base di siliciu.
4. Rinforzu cumpostu
L'aghjunghje di polvere di carburo di siliciu verde cum'è fase di rinforzu à una matrice metallica o polimerica pò migliurà significativamente a resistenza, a durezza è a resistenza à l'usura di u materiale cumpostu. In u campu aerospaziale, i cumposti di carburo di siliciu à basa d'aluminiu sò aduprati per fabricà pezzi strutturali leggeri è d'alta resistenza; in l'industria automobilistica, e pastiglie di frenu rinforzate cù carburo di siliciu mostranu una eccellente resistenza à alte temperature.
5. Materiali è rivestimenti refrattarii
Utilizendu a stabilità à alta temperatura di u carburu di siliciu verde, si ponu preparà materiali refrattarii d'altu rendimentu. In l'industria di a fusione di l'acciaiu, i mattoni refrattarii di carburu di siliciu sò largamente usati in apparecchiature à alta temperatura cum'è altiforni è convertitori. Inoltre, i rivestimenti di carburu di siliciu ponu furnisce una eccellente prutezzione da l'usura è a corrosione per u materiale di basa, è sò usati in apparecchiature chimiche, pale di turbine è altri campi.