Lokacin da ma'adinan wutsiya suka yi tasiri ga bututun mai a babban gudu, lokacin da ma'adinan ƙarfe mai zafi ya ci gaba da wanke bangon ciki, kuma lokacin da sinadarin acid mai ƙarfi a cikin shagon sinadarai ya lalata bangon bututun kowace rana - bututun ƙarfe na yau da kullun yakan zube bayan 'yan watanni kawai. Amma akwai wani nau'in bututun da zai iya rayuwa a cikin irin wannan "purgatory na masana'antu" ba tare da lahani ba, kuma yana dabututun da ke jure lalacewa wanda aka yi da silicon carbidea matsayin babban abu. Wane irin basirar abu ne wannan ɓangaren masana'antu da aka yi kama da na yau da kullun ke ɓoyewa?
Lambar abu mafi taurin kai fiye da ƙarfe
Labarin silicon carbide ya fara ne a ƙarshen ƙarni na 19 lokacin da masana kimiyya suka gano wannan mahaɗin mai tauri ba da gangan ba yayin da suke ƙoƙarin ƙera lu'u-lu'u na roba. Yana da matuƙar wuya a yanayi kuma ana kiransa da "Moissanite", yayin da silicon carbide da ake amfani da shi a masana'antu a yau kusan gaba ɗaya samfurin haɗakar roba ne.
Sirrin yin bututun silicon carbide masu "juriya ga ƙera su" yana cikin tsarinsu na musamman. A ƙarƙashin na'urar hangen nesa ta lantarki, lu'ulu'u na silicon carbide suna nuna tsarin tetrahedral mai kama da lu'u-lu'u, tare da kowace ƙwayar silicon da aka kewaye ta da ƙwayoyin carbon guda huɗu, suna samar da hanyar haɗin covalent mara karyewa. Wannan tsarin yana ba shi tauri na biyu bayan lu'u-lu'u, tare da taurin Mohs na 9.5, wanda ke nufin cewa ko da ci gaba da lalata yashi na quartz (taurin Mohs na 7) yana da wuya a bar alamunsa.
Abin da ya fi rikitarwa shi ne cewa silicon carbide ba wai kawai yana da tauri ba, har ma yana da matuƙar juriya ga yanayin zafi mai yawa. A yanayin zafi mai zafi na 1400 ℃, har yanzu yana iya kiyaye ingantattun halayen injiniya, wanda ke sa ya yi aiki da kyau a yanayin zafi mai yawa kamar jigilar foda na kwal a cikin tanderun ƙarfe da kuma fitar da ƙura daga boiler slag a cikin samar da wutar lantarki ta zafi. A lokaci guda, yana "kariya" ga lalacewar yawancin acid da alkalis, kuma wannan juriyar tsatsa tana da matuƙar daraja a cikin bututun watsa acid mai ƙarfi a masana'antar sinadarai.
Manufar ƙira don ƙara tsawon rayuwar bututun mai ninki goma
Taurin kai mai sauƙi bai isa ya shawo kan mawuyacin yanayi na masana'antu ba. Bututun zamani masu jure lalacewa na silicon carbide suna amfani da tsarin haɗaka mai wayo: yawanci saman waje shine ƙarfe na carbon wanda ke ba da tallafi na tsari, saman ciki shine rufin yumbu na silicon carbide, kuma wasu bututun kuma suna nannaɗe fiberglass a waje don haɓaka ƙarfi gaba ɗaya. Wannan ƙirar ba wai kawai tana amfani da fa'idar juriyar lalacewa na silicon carbide ba, har ma tana rama raunin kayan yumbu.
Injiniyoyin za su kuma gudanar da "tsari daban-daban" bisa ga girman lalacewar sassa daban-daban na bututun. Misali, idan gefen gwiwar hannu ya fi lalacewa, za a yi amfani da rufin silicon carbide mai kauri; Idan lalacewar da ke kan baka na ciki ba ta da sauƙi, ya kamata a rage shi yadda ya kamata don tabbatar da dorewa da kuma guje wa ɓarnar abu.
Amfani da fasahar haɗa sinadarai ta hanyar haɗa sinadarai ta hanyar amfani da fasahar silicon carbide ya sa bututun silicon carbide ya fi kamala. Ta hanyar daidaita yanayin zafi da kuma rabon kayan da aka yi amfani da su daidai, kayan za su iya samun yanayi mai yawa tare da kusan sifili, yayin da suke gabatar da sassan graphite don samar da wani Layer mai shafawa. Lokacin da ruwan ya kwarara bututun, Layer ɗin graphite yana samar da fim mai kariya, wanda hakan ke ƙara rage yawan gogayya, kamar sanya "surmored lubricating" a kan bututun.
Daga jinin masana'antu zuwa makomar kore
A manyan masana'antu kamar wutar lantarki ta zafi, hakar ma'adinai, aikin ƙarfe, da injiniyan sinadarai, tsarin bututun mai suna kama da "jini na masana'antu", kuma amincinsu yana da alaƙa kai tsaye da aminci da inganci na samarwa. Sau da yawa ana buƙatar maye gurbin bututun ƙarfe na gargajiya cikin watanni 3 a cikin yanayin lalacewa mai ƙarfi, yayin da tsawon rayuwar bututun da ke jure wa lalacewa ta silicon carbide za a iya tsawaita shi fiye da sau 10, wanda hakan ke rage yawan lokacin gyarawa.
Wannan halayyar da ke dawwama tana kuma kawo fa'idodi masu yawa ga muhalli. Rage maye gurbin bututun yana nufin rage yawan amfani da ƙarfe, kuma fasahar narkar da iskar gas mai ci gaba da ake amfani da ita a tsarin samarwa (kamar hanyar ESK) na iya dawo da iskar gas mai gurbata muhalli don samar da wutar lantarki, wanda ke ƙara yawan amfani da makamashi da kashi 20%. A fannoni masu tasowa kamar samar da batirin lithium da kayan aikin kare muhalli, tsatsa da juriyar lalacewa na bututun silicon carbide suma suna taka muhimmiyar rawa.
Idan muka yi magana game da ci gaban masana'antu, sau da yawa muna mai da hankali kan waɗannan samfuran fasaha masu ban sha'awa, amma cikin sauƙi mukan yi watsi da "jaruman da ke bayan fage" kamar bututun silicon carbide masu jure lalacewa. Wannan sabon abu ne wanda ke haɓaka halayen kayan yau da kullun waɗanda ke tallafawa ingantaccen aikin masana'antar zamani. Daga ma'adinai zuwa masana'antu, daga tanderu masu zafi zuwa wuraren bita na sinadarai, waɗannan 'garkuwa masu ƙarfi' marasa sauti suna ba da gudummawa ga aminci da dorewar samar da masana'antu ta hanyarsu.
Lokacin Saƙo: Yuli-30-2025