การประยุกต์ใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์ SiC ในเซรามิก
ซิลิกอนคาร์ไบด์ SiC ได้แก่ ซิลิกอนคาร์ไบด์สีเขียว SiC และซิลิกอนคาร์ไบด์สีดำ SiC
ซิลิกอนคาร์ไบด์สีดำ SiC
การประยุกต์ใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) ในสาขาเซรามิกมีความหลากหลายเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งครอบคลุมส่วนใหญ่ในทิศทางต่อไปนี้:
1. การผลิตวัสดุโครงสร้าง
ชิ้นส่วนที่ทนทานต่อ
การสึกหรอ ความแข็งสูง (ความแข็ง Mohs 9.2-9.5) และความแข็งแรงเชิงกลที่ยอดเยี่ยมของเซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ SiC ทำให้ใช้กันอย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนที่ทนทานต่อการสึกหรอ เช่น แหวนปิดผนึก ตลับลูกปืนเลื่อน และแผ่นกันกระสุน ซึ่งสามารถทนต่อแรงเสียดทานและแรงกระแทกภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรง ชิ้น
ส่วนตลับลูกปืนที่ทนต่ออุณหภูมิสูง
ในด้านการบินและอวกาศ เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ SiC ใช้ในการผลิตใบพัดกังหันแก๊ส ชิ้นส่วนปลายร้อนของเครื่องยนต์ ฯลฯ ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง (จุดหลอมเหลว 2700°C) และความต้านทานต่อแรงกระแทกจากความร้อน (ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ) ช่วยให้โครงสร้างมีเสถียรภาพภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่รุนแรง
2. การใช้งานในอุตสาหกรรมที่อุณหภูมิสูง
วัสดุบุเตาเผาและวัสดุทนไฟ
เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นเครื่องมือในเตาเผา อิฐทนไฟ หรือวัสดุเคลือบ สามารถลดการสูญเสียความร้อนในเตาเผาที่อุณหภูมิสูงและยืดอายุการใช้งานได้ เหมาะกับกระบวนการอุณหภูมิสูง เช่น การหลอมเซรามิกและการถลุงโลหะ
องค์ประกอบความร้อนอุณหภูมิสูง
อุปกรณ์ทำความร้อนทางอ้อมที่ใช้สำหรับการถลุงโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เช่น เตาเผาถังแนวตั้งและซับในเซลล์อิเล็กโทรไลต์อลูมิเนียม การนำความร้อนสูงและทนต่อการกัดกร่อนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
3. การพัฒนาเซรามิกที่ใช้งานได้
เทคโนโลยีการแยกเมมเบรนเซรามิก
เมมเบรนเซรามิก SiC มีคุณสมบัติเฉื่อยทางเคมีและทนต่อการกัดกร่อน จึงทำงานได้ดีในสถานการณ์อุตสาหกรรม เช่น การแยกก๊าซอุณหภูมิสูงและการกรองของเหลวที่กัดกร่อน เช่น การบำบัดกรดและด่างที่รุนแรงในอุตสาหกรรมเคมี
วัสดุอิเล็กทรอนิกส์และพลังงาน
เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นตัวพาตัวเร่งปฏิกิริยาหรือพื้นผิวของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ จึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์และลดการใช้พลังงานในอุปกรณ์ไฟฟ้า ตัวประสานขั้วลบของแบตเตอรี่ลิเธียม และสาขาอื่นๆ
4. การปรับปรุงเทคโนโลยีการประมวล
ผล การเจียรและขัดเงา
สารกัดกร่อนซิลิกอนคาร์ไบด์ใช้สำหรับการตกแต่งพื้นผิวเซรามิกด้วยประสิทธิภาพการตัดสูง ซึ่งสามารถขจัดข้อบกพร่องของวัสดุได้อย่างรวดเร็วและขัดเงาได้อย่างแม่นยำสูง ช่วยปรับปรุงการตกแต่งผลิตภัณฑ์
การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเผาผนึก
เทคโนโลยีการเผาผนึกแบบไร้แรงดัน (S-SiC) เตรียมชิ้นส่วนเซรามิกที่มีรูปร่างซับซ้อนผ่านการเผาผนึกแบบของเหลวหรือของแข็ง ซึ่งมีความหนาแน่นสูงและคุ้มต้นทุน และเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก
5. การประหยัดพลังงานและการปกป้องสิ่งแวดล้อม
การปรับปรุงประสิทธิภาพพลังงาน
การนำความร้อนของเซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์สามารถปรับให้เหมาะสมกับการออกแบบเตาเผา ลดการสูญเสียความร้อน และลดการใช้พลังงานในการผลิต
การทดแทนวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
ในฐานะของสารดีออกซิไดเซอร์หรือสารเคลือบป้องกันการกัดกร่อน ช่วยลดการปล่อยสารอันตรายในกระบวนการทางเคมีและส่งเสริมการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
การใช้เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์กำลังขยายตัวจากอุตสาหกรรมดั้งเดิมไปสู่สาขาเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น พลังงานใหม่และเซมิคอนดักเตอร์ ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพและนวัตกรรมกระบวนการยังคงส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงและการอัพเกรดอุตสาหกรรมเซรามิก