Yeşil SiC ile siyah SiC arasındaki fark nedir?
Malzeme biliminin geniş alanında, yüksek performanslı metalik olmayan bir malzeme olan silisyum karbür (SiC), benzersiz fiziksel ve kimyasal özellikleriyle birçok endüstride önemli bir rol oynar. Bunlar arasında, yeşil silisyum karbür ve siyah silisyum karbür, silisyum karbürün iki ana çeşididir. Her ikisi de α-SiC’nin temel kategorisine ait olsa da, üretim süreçleri, fiziksel ve kimyasal özellikler ve uygulama alanları açısından önemli farklılıklar gösterirler. Bu makale, okuyucuların özelliklerini ve uygulamalarını daha iyi anlayabilmeleri için bu iki tür silisyum karbür arasındaki farkları inceleyecektir.
1. Üretim süreçlerindeki farklılıklar
Yeşil silisyum karbürün üretim süreci benzersizdir. Esas olarak ana hammadde olarak petrol koku ve yüksek kaliteli silika kullanır ve katkı maddesi olarak tuz ekler ve bir direnç fırınında yüksek sıcaklıkta eritilir. Bu işlem sırasında, tuz eklenmesi yalnızca silisyum karbürün kristalleşme sürecini desteklemekle kalmaz, aynı zamanda ürünün saflığını ve kristalleşme kalitesini de önemli ölçüde iyileştirir. Buna karşılık, siyah silisyum karbür üretimi, kuvars kumu, petrol koku ve yüksek kaliteli silikanın bir kombinasyonuna dayanır; bu da direnç fırınında yüksek sıcaklıklarda eritilir, ancak tuz ilavesini içermez. Bu nedenle, hammadde oranı ve işlem perspektifinden, yeşil silisyum karbürün hazırlanması daha karmaşık ve sofistikedir; bu da sonraki performansının temelini oluşturur.
2. Fiziksel ve kimyasal özelliklerdeki farklılıklar
Fiziksel ve kimyasal özellikler açısından, hem yeşil silisyum karbür hem de siyah silisyum karbür son derece yüksek sertlik ve mekanik mukavemet gösterir. Sertlikleri, korindon ve elmas arasındadır ve sıradan metal malzemelerin sertliğini çok aşar. Bununla birlikte, yeşil silisyum karbürün kristal saflığı daha yüksektir ve bu da ona belirli özelliklerde avantaj sağlar. Örneğin, yeşil silisyum karbürün çekme dayanımı ve basınç dayanımı çok yüksektir, hatta yüksek dayanımlı çelikten birkaç kat daha yüksektir ve mükemmel mekanik özellikler gösterir. Aynı zamanda, yeşil silisyum karbür mükemmel yüksek sıcaklık direncine sahiptir, erime noktası 2700°C’nin üzerindedir ve yüksek sıcaklık ortamlarında hala stabil fiziksel ve kimyasal özelliklerini koruyabilir. Ek olarak, yeşil silisyum karbür mükemmel kimyasal stabiliteye sahiptir ve çeşitli güçlü asitlerin, güçlü alkali ve organik çözücülerin aşınmasına dayanabilir, bu da kimya endüstrisi, elektronik, tıbbi ve diğer alanlarda geniş uygulama beklentilerine sahip olmasını sağlar.
Buna karşılık, siyah silisyum karbür de yüksek sertlik, yüksek mukavemet ve yüksek aşınma direnci özelliklerine sahip olmasına rağmen, tokluğu yeşil silisyum karbürünkinden biraz daha yüksektir ve bu da işleme sırasında kendi kendini keskinleştirmesini bir dereceye kadar etkiler. Bununla birlikte, siyah silisyum karbür orta düzeyde bir yoğunluğa (yaklaşık 3,15-3,21 g / cm³), yüksek bir ısı iletkenliğine ve iyi oksidasyon direncine ve radyasyon direncine sahiptir. Bu özellikler, onu alümina fırınlarında, ızgaralarda ve refrakter seramiklerde yaygın olarak kullanılmasını sağlar. Yüksek sıcaklık ve yüksek oksidasyon ortamlarında yaygın olarak kullanılır.
3. Uygulama alanlarındaki farklılıklar
Fiziksel ve kimyasal özelliklerdeki farklılıklar nedeniyle, yeşil silisyum karbür ve siyah silisyum karbürün de farklı uygulama alanları vardır. Yeşil silisyum karbür, yüksek saflığı, yüksek sertliği ve mükemmel mekanik özellikleri nedeniyle, çimentolu karbür, kuvars cam, optik cam ve diğer malzemelerin hassas taşlanması ve kristal tel kesimi için yaygın olarak kullanılır. Özellikle yarı iletken malzeme işleme alanında, yeşil silisyum karbür tozu, monokristalin silisyum ve polikristalin silisyum kesme plakalarının üretimi için önemli bir hammaddedir. Tane boyutu ve saflığı, kesme kalitesini ve verimliliğini doğrudan etkiler. Ek olarak, yeşil silisyum karbür, iyi yüksek sıcaklık direnci ve kimyasal kararlılığı nedeniyle havacılık motorları, gaz türbinleri ve kimyasal ekipman gibi yüksek sıcaklık ve yüksek aşındırıcı ortamlarda kullanılır.
Siyah silisyum karbür, yüksek tokluğu ve iyi aşınma direnci nedeniyle, taşlama alaşımlarında, seramiklerde, mermerde, yeşimde ve diğer malzemelerde iyi performans gösterir. Aynı zamanda, siyah silisyum karbür aşındırıcılar, taşlama tekerlekleri, kesme diskleri vb. gibi yüksek sertlikte, aşınmaya dayanıklı aletler ve parçalar yapmak için de kullanılır. Seramik alanında, siyah silisyum karbür, belirli mühendislik ihtiyaçlarını karşılamak için yüksek performanslı kompozit seramik malzemeler hazırlamak üzere diğer seramik malzemelerle birleştirilebilir. Ek olarak, siyah silisyum karbür refrakter malzemeler, havacılık, otomobil üretimi ve diğer alanlarda da yaygın olarak kullanılmaktadır.
4. Fiyat ve piyasa eğilimleri
Yeşil silisyum karbür ve siyah silisyum karbür fiyatları, piyasa talebi, menşei, kalite vb. gibi birçok faktörden etkilenir ve fiyatlar büyük ölçüde dalgalanır. Genel olarak konuşursak, yeşil silisyum karbürün üretim süreci daha karmaşık olduğundan ve ürün performansı daha iyi olduğundan, fiyatı nispeten yüksektir. Ancak, teknolojinin sürekli ilerlemesi ve üretim maliyetlerinin düşmesiyle, yeşil silisyum karbürün piyasa rekabet gücü de artmaktadır. Aynı zamanda, yüksek performanslı malzemelere yönelik küresel talep artmaya devam ederken, yeşil silisyum karbür ve siyah silisyum karbür için piyasa beklentileri çok geniştir.
5. Sonuç
Özetle, silisyum karbürün iki ana çeşidi olan yeşil silisyum karbür ve siyah silisyum karbür, üretim süreçleri, fiziksel ve kimyasal özellikler ve uygulama alanları açısından önemli farklılıklara sahiptir. Yeşil silisyum karbür, yüksek saflığı, yüksek sertliği ve mükemmel mekanik özellikleri nedeniyle yarı iletken malzeme işleme, yüksek sıcaklık ekipmanları ve diğer alanlarda önemli bir konuma sahiptir; Siyah silisyum karbür, yüksek tokluğu ve aşınma direnci nedeniyle alaşımlarda, seramiklerde ve diğer malzemelerde önemli bir rol oynar. Taşlamada önemli bir rol oynar. Gelecekte, bilim ve teknolojinin sürekli ilerlemesi ve uygulama alanlarının sürekli genişlemesiyle, yeşil silisyum karbür ve siyah silisyum karbürün özellikleri daha fazla araştırılacak ve uygulanacak ve malzeme biliminin gelişimine daha fazla katkıda bulunacaktır.