Produktintroduktion och tillämpning av svart kiselkarbid
Svart kiselkarbid(förkortat svart kiselkarbid) är ett artificiellt icke-metalliskt material tillverkat av kvartsand och petroleumkoks som huvudråvara och smälts vid hög temperatur i en motståndsugn. Det har ett svartgrått eller mörksvart utseende, extremt hög hårdhet, god värmeledningsförmåga och kemisk stabilitet. Det är ett utmärkt industriellt råmaterial och används ofta inom slipmedel, eldfasta material, metallurgi, keramik, elektronik och andra områden.
Ⅰ. Prestandaegenskaper för svart kiselkarbid
Mohs hårdhetsvart kiselkarbidär så hög som 9,2, näst efter diamant och kubisk bornitrid, och har extremt stark slitstyrka och slagtålighet. Dess smältpunkt är cirka 2700 °C, och den kan bibehålla strukturell stabilitet i högtemperaturmiljöer och är inte lätt att brytas ner eller deformeras. Dessutom har den god värmeledningsförmåga och en låg värmeutvidgningskoefficient, och uppvisar fortfarande utmärkt termisk chockstabilitet under höga temperaturer och höga tryckförhållanden.
När det gäller kemiska egenskaper har svart kiselkarbid god korrosionsbeständighet mot syror och alkalier, och är särskilt lämplig för industriell användning i tuffa miljöer. Dess höga konduktivitet gör det också till ett alternativt material för vissa elektriska värmematerial och halvledarområden.
Ⅱ. Huvudsakliga produktformer och specifikationer
Svart kiselkarbid kan tillverkas i olika former beroende på olika partikelstorlekar och användningsområden:
Blockmaterial: stora kristaller efter smältning, ofta använd för upparbetning eller som metallurgiska tillsatser;
Granulär sand (F-sand/P-sand): används för att tillverka slipskivor, sandblästringsslipmedel, sandpapper etc.;
Mikropulver (W-, D-serien): används för ultraprecisionsslipning, polering, keramisk sintring etc.;
Nano-nivå mikropulver: används för avancerad elektronisk keramik, värmeledande kompositmaterial etc.
Partikelstorleken varierar från F16 till F1200, och partikelstorleken för mikropulver kan nå nanometernivå, vilket kan anpassas enligt de tekniska kraven för olika tillämpningsområden.
Ⅲ. Huvudsakliga användningsområden för svart kiselkarbid
1. Slipmedel och slipverktyg
Slipmedel är de mest traditionella och mest använda tillämpningsområdena för svart kiselkarbid. Genom att dra nytta av sin höga hårdhet och självslipande egenskaper kan svart kiselkarbid användas för att tillverka olika slipmedel, såsom slipskivor, skärskivor, sandpapper, sliphuvuden, slippastor etc., vilka är lämpliga för slipning och bearbetning av material som gjutjärn, stål, icke-järnmetaller, keramik, glas, kvarts och cementprodukter.
Dess fördelar är snabb slipningshastighet, inte lätt att täppa till och hög bearbetningseffektivitet. Den används ofta inom metallbearbetning, maskintillverkning, byggnadsdekoration och andra industrier.
2. Eldfasta material
På grund av sin höga temperaturstabilitet och korrosionsbeständighet används svart kiselkarbid i stor utsträckning inom området eldfasta material för höga temperaturer. Det kan tillverkas till kiselkarbidtegelstenar, ugnsbeklädnader, deglar, termoelementskyddsrör, ugnsverktyg, munstycken, formmategelstenar etc., och används i stor utsträckning inom högtemperaturindustrier som metallurgi, icke-järnmetaller, elektricitet, glas, cement etc. för att förlänga utrustningens livslängd och förbättra driftssäkerheten.
Dessutom har kiselkarbidmaterial goda antioxidantegenskaper i oxiderande atmosfärer med hög temperatur och är lämpliga för användning i viktiga delar av heta masugnar, masugnar och annan utrustning.
3. Metallurgisk industri
I metallurgiska processer som ståltillverkning och gjutning kan svart kiselkarbid användas som deoxidationsmedel, uppvärmningsmedel och återkolningsmedel. Tack vare sin höga kolhalt och snabba värmeavgivning kan den effektivt förbättra smälteffektiviteten och förbättra kvaliteten på smält stål. Samtidigt kan den också minska föroreningshalten i smältprocessen och spela en roll i reningen av smält stål.
Vissa stålverk tillsätter också en viss andel kiselkarbid för att justera sammansättningen vid smältning av gjutjärn och segjärn för att spara kostnader och förbättra gjutgodsets prestanda.
4. Keramik och elektroniska material
Svart kiselkarbid är också ett viktigt råmaterial för funktionell keramik. Det kan användas för att framställa strukturkeramik, slitstark keramik, värmeledande keramik etc., och har breda möjligheter inom elektronik, kemisk industri, maskiner etc. Det har utmärkt värmeledningsförmåga, med en värmeledningsförmåga på upp till 120 W/m·K, och används ofta i värmeledande värmeavledningsmaterial, termiska gränssnittsmaterial och LED-värmeavledningskomponenter.
Dessutom har kiselkarbid gradvis kommit in i krafthalvledarnas område och blivit basmaterialet för högtemperatur- och högspänningskomponenter. Även om renheten hos svart kiselkarbid är något lägre än hos grön kiselkarbid, används den också i vissa elektroniska produkter för mellan- och lågspänning.
5. Solceller och ny energiindustri
Svart kiselkarbidpulver används ofta vid skärning av kiselskivor inom solcellsindustrin. Som slipmedel i diamanttrådsskärningsprocessen har det fördelarna med hög hårdhet, starka egenskaperskärandekraft, låg förlust och slät skäryta, vilket bidrar till att förbättra skäreffektiviteten och utbytet av kiselskivor och minska skivförlusthastigheten och produktionskostnaderna.
Med den kontinuerliga utvecklingen av ny energi och nya materialtekniker utvecklas kiselkarbid även för nya områden som tillsatser för negativa elektroder i litiumbatterier och keramiska membranbärare.
Ⅳ. Sammanfattning och framtidsutsikter
Svart kiselkarbid spelar en oersättlig roll inom många industriområden med sina utmärkta mekaniska, termiska och kemiska egenskaper. Med den kontinuerliga utvecklingen av tillverkningsteknik, kontroll av produktpartikelstorlek, renhetsraffinering och den kontinuerliga expansionen av tillämpningsområden utvecklas svart kiselkarbid mot hög prestanda och precision.
I framtiden, med den snabba uppkomsten av industrier som ny energi, elektronisk keramik, high-endslipning och intelligent tillverkning kommer svart kiselkarbid att spela en allt viktigare roll inom avancerad tillverkning och bli en kärnkomponent i det avancerade materialteknologisystemet.