У бесперапынным развіцці сучаснай прамысловасці і тэхналогій характарыстыкі матэрыялаў адыгрываюць вырашальную ролю. Асабліва пры сутыкненні з праблемамі высокатэмпературнага асяроддзя стабільнасць працы матэрыялу непасрэдна ўплывае на прадукцыйнасць і тэрмін службы адпаведнага абсталявання і прадуктаў.Прадукты з карбіду крэмнію, дзякуючы сваёй выдатнай устойлівасці да высокіх тэмператур, паступова становяцца ідэальным выбарам для многіх абласцей прымянення з высокімі тэмпературамі.
Карбід крэмнію, з пункту гледжання хімічнай структуры, — гэта злучэнне, якое складаецца з двух элементаў: крэмнію (Si) і вугляроду (C). Гэта ўнікальнае спалучэнне атамаў надае карбіду крэмнію ўнікальныя фізічныя і хімічныя ўласцівасці. Яго крышталічная структура вельмі стабільная, а атамы цесна звязаны кавалентнымі сувязямі, што надае карбіду крэмнію моцную ўнутраную сілу сувязі, якая з'яўляецца асновай яго ўстойлівасці да высокіх тэмператур.
Калі мы звернем увагу на практычнае прымяненне, перавага вырабаў з карбіду крэмнію ў высокай тэмпературы цалкам прадэманстравана. У галіне высокатэмпературных прамысловых печаў традыцыйныя матэрыялы футроўкі схільныя да размякчэння, дэфармацыі і нават пашкоджанняў пры працяглым уздзеянні высокіх тэмператур, што не толькі ўплывае на нармальную працу печы, але і патрабуе частай замены, павялічваючы выдаткі і цяжкасці з абслугоўваннем. Матэрыял футроўкі з карбіду крэмнію падобны на трывалы «ахоўны касцюм» для печы. Пры тэмпературах да 1350 ℃ ён усё яшчэ можа захоўваць стабільныя фізічныя і хімічныя ўласцівасці і не лёгка размякчаецца або раскладаецца. Гэта не толькі значна падаўжае тэрмін службы футроўкі печы і зніжае частату тэхнічнага абслугоўвання, але і забяспечвае эфектыўную і стабільную працу прамысловых печаў у высокатэмпературных умовах, забяспечваючы надзейныя гарантыі вытворчага працэсу.
Напрыклад, у аэракасмічнай галіне, падчас палётаў на высокіх хуткасцях, самалёты выпрацоўваюць вялікую колькасць цяпла з-за інтэнсіўнага трэння аб паветра, што прыводзіць да рэзкага павышэння тэмпературы паверхні. Гэта патрабуе, каб матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца ў самалётах, мелі добрую ўстойлівасць да высокіх тэмператур, інакш яны сутыкнуцца з сур'ёзнымі пагрозамі для бяспекі. Кампазітныя матэрыялы на аснове карбіду крэмнію сталі важнымі матэрыяламі для вырабу ключавых дэталяў, такіх як кампаненты авіяцыйных рухавікоў і сістэмы цеплаабароны самалётаў, дзякуючы сваёй выдатнай устойлівасці да высокіх тэмператур. Яны могуць падтрымліваць добрыя механічныя характарыстыкі ва ўмовах экстрэмальна высокіх тэмператур, забяспечваць структурную цэласнасць кампанентаў, дапамагаць самалётам пераадольваць абмежаванні хуткасці і тэмпературы, а таксама дасягаць больш эфектыўнага і бяспечнага палёту.
З мікраскапічнага пункту гледжання, сакрэт высокай тэмпературнай устойлівасці карбіду крэмнію заключаецца ў яго крышталічнай структуры і характарыстыках хімічных сувязяў. Як ужо згадвалася раней, энергія кавалентнай сувязі паміж атамамі карбіду крэмнію вельмі высокая, што абцяжарвае лёгкае аддзяленне атамаў ад іх рашоткі пры высокіх тэмпературах, тым самым захоўваючы структурную стабільнасць матэрыялу. Акрамя таго, каэфіцыент цеплавога пашырэння карбіду крэмнію адносна нізкі, а змена яго аб'ёму адносна невялікая пры рэзкім змене тэмпературы, што эфектыўна дазваляе пазбегнуць праблемы разбурэння матэрыялу, выкліканага канцэнтрацыяй напружанняў з-за цеплавога пашырэння і сціскання.
З пастаянным развіццём тэхналогій, характарыстыкі вырабаў з карбіду крэмнію таксама пастаянна паляпшаюцца. Даследчыкі ўдасканалілі працэс падрыхтоўкі, аптымізавалі склады матэрыялаў і іншыя сродкі для павышэння ўстойлівасці вырабаў з карбіду крэмнію да высокіх тэмператур, адначасова пашыраючы магчымасці іх прымянення ў новых галінах. У будучыні мы лічым, што вырабы з карбіду крэмнію будуць выкарыстоўвацца і генераваць цяпло ў большай колькасці галін прамысловасці, такіх як новая энергетыка, электроніка і металургія, дзякуючы сваёй выдатнай устойлівасці да высокіх тэмператур, што будзе спрыяць развіццю розных галін прамысловасці.
Час публікацыі: 11 ліпеня 2025 г.