Silikon karbid (SiC) keramikainanılmaz möhkəmliyi, istiliyə davamlılığı və davamlılığı ilə tanınır. Bu xüsusiyyətlər onları aerokosmik mühərriklər və ya sənaye maşınları kimi çətin mühitlərdə istifadə üçün ideal edir. Bəs bu qabaqcıl materiallar necə yaradılır? Gəlin prosesi addım-addım təhlil edək.
1. Xammalın hazırlanması
Hər şey yüksək təmizlikli silikon karbid tozundan başlayır. Bunu keramika "tortu" bişirmək üçün "un" kimi düşünün. Son materialın xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün az miqdarda əlavələr - alüminium oksidi və ya bor birləşmələri - qarışdırılır. Bu əlavələr sonrakı mərhələlərdə yapışqan kimi təsir göstərir və hissəciklərin daha effektiv şəkildə bağlanmasına kömək edir.
2. Keramikanın formalaşdırılması
Daha sonra toz qəliblənə bilən formaya çevrilir. İki ümumi metoddan istifadə olunur:
Presləmə: Toz, qarı qartopu halına gətirməyə bənzər şəkildə yüksək təzyiq istifadə edərək müəyyən bir formaya sıxılır.
Enjeksiyon Qəlibləmə: Toz, mürəkkəb formalar üçün qəliblərə yeridilən xəmirə bənzər bir qarışıq yaratmaq üçün müvəqqəti bağlayıcı (mum kimi) ilə qarışdırılır.
Bu mərhələdə material hələ də kövrəkdir - quru qum heykəli kimi - və möhkəm olmaq üçün "bişirilməlidir".
3. Sinterləmə Prosesi
Möcüzə burada baş verir. Formalı keramika xüsusi sobada son dərəcə yüksək temperaturda (çox vaxt 1800°C-dən yuxarı) qızdırılır. Sinterləmə zamanı iki əsas şey baş verir:
Hissəciklər Birləşməsi: Silikon karbid dənəcikləri bir-birinə yaxınlaşaraq boşluqları aradan qaldırır və möhkəm bir quruluş əmələ gətirir.
Aşqarların Təsiri: Əlavə edilmiş birləşmələr bir az əriyir və sərtliyi artırmaq üçün hissəciklər arasında "körpü" yaradır.
İstənməyən reaksiyaların qarşısını almaq üçün sobanın içərisindəki mühit diqqətlə idarə olunur - bəzən inert qazlarla doldurulur.
4. Son toxunuşlar
Sinterləşmədən sonra keramika öz işini təkmilləşdirmək üçün əlavə emallara məruz qala bilər:
Cilalama: Hamar səthlər tələb edən tətbiqlər üçün (məsələn, möhürlər və ya yastıqlar).
Örtük: Aşınma müqavimətini artırmaq üçün nazik qoruyucu təbəqə (məsələn, silikon nitrid) əlavə edilə bilər.
Emal: Son ölçülərə nail olmaq üçün dəqiq kəsmə və ya qazma.
Bu Proses Niyə Vacibdir?
Silisium karbidin möhkəmliyinin sirri onun atomlarının sinterləşmə zamanı necə bağlanmasındadır. Yüksək temperatur prosesi istiliyə, korroziyaya və fiziki gərginliyə davamlı olan güclü silisium-karbon rabitələri şəbəkəsi yaradır. Əlavələr və dəqiq temperatur nəzarəti son məhsulun yalnız möhkəm deyil, həm də çatlamağa davamlı olmasına zəmanət verir.
Daha Böyük Şəkil
Ən qabaqcıl turbinlərdən tutmuş çirklənməyə nəzarət sistemlərinə qədər silikon karbid keramikası müasir texnologiyada mühüm rol oynayır. İstehsal prosesi mürəkkəb olsa da, sadə tozu ən sərt şərtlərə tab gətirə bilən bir materiala çevirən elm və mühəndisliyin bu diqqətli tarazlığıdır.
Tədqiqatlar irəlilədikcə, keramikanın 3D çapı kimi yeni üsullar ortaya çıxır və bu da bu qeyri-adi material üçün daha innovativ istifadə vəd edir.
Yazı vaxtı: 19 Mart 2025