U kontinuiranom razvoju moderne industrije i tehnologije, performanse materijala igraju ključnu ulogu. Posebno kada se suočavamo s izazovima visokotemperaturnih okruženja, stabilnost rada materijala izravno utječe na performanse i vijek trajanja povezane opreme i proizvoda.Proizvodi od silicijevog karbida, sa svojom izvrsnom otpornošću na visoke temperature, postupno postaju idealan izbor za mnoga područja primjene na visokim temperaturama.
Silicijev karbid, s gledišta kemijske strukture, spoj je sastavljen od dva elementa: silicija (Si) i ugljika (C). Ova jedinstvena atomska kombinacija daje silicijevom karbidu jedinstvena fizikalna i kemijska svojstva. Njegova kristalna struktura je vrlo stabilna, a atomi su usko povezani kovalentnim vezama, što silicijevom karbidu daje snažnu unutarnju silu vezivanja, što je osnova njegove otpornosti na visoke temperature.
Kada usmjerimo pozornost na praktične primjene, prednost otpornosti na visoke temperature proizvoda od silicijevog karbida u potpunosti dolazi do izražaja. U području industrijskih peći visokih temperatura, tradicionalni materijali za oblaganje skloni su omekšavanju, deformaciji, pa čak i oštećenju pri dugotrajnom izlaganju visokim temperaturama, što ne samo da utječe na normalan rad peći, već zahtijeva i čestu zamjenu, povećavajući troškove i poteškoće u održavanju. Materijal za oblaganje izrađen od silicijevog karbida djeluje kao da se na peć stavlja snažno „zaštitno odijelo“. Na temperaturama visokim do 1350 ℃, on i dalje može održavati stabilna fizikalna i kemijska svojstva i neće se lako omekšati ili razgraditi. To ne samo da uvelike produžuje vijek trajanja obloge peći i smanjuje učestalost održavanja, već i osigurava učinkovit i stabilan rad industrijskih peći u okruženjima visokih temperatura, pružajući pouzdana jamstva za proizvodni proces.
Na primjer, u zrakoplovnom području, prilikom leta velikim brzinama, zrakoplovi stvaraju veliku količinu topline zbog intenzivnog trenja o zrak, što uzrokuje nagli porast površinske temperature. To zahtijeva da materijali koji se koriste u zrakoplovima imaju dobru otpornost na visoke temperature, inače će se suočiti s ozbiljnim sigurnosnim rizicima. Kompozitni materijali na bazi silicijevog karbida postali su važni materijali za proizvodnju ključnih dijelova kao što su komponente zrakoplovnih motora i sustavi toplinske zaštite zrakoplova zbog svoje izvrsne otpornosti na visoke temperature. Mogu održati dobre mehaničke performanse u uvjetima ekstremno visokih temperatura, osigurati strukturni integritet komponenti, pomoći zrakoplovima da prevladaju ograničenja brzine i temperature te postignu učinkovitiji i sigurniji let.
Iz mikroskopske perspektive, tajna otpornosti silicijevog karbida na visoke temperature leži u njegovoj kristalnoj strukturi i karakteristikama kemijske veze. Kao što je ranije spomenuto, energija kovalentne veze između atoma silicijevog karbida je vrlo visoka, što otežava atomima lako odvajanje od njihovih položaja u rešetki na visokim temperaturama, čime se održava strukturna stabilnost materijala. Štoviše, koeficijent toplinskog širenja silicijevog karbida je relativno nizak, a promjena volumena je relativno mala kada se temperatura dramatično promijeni, čime se učinkovito izbjegava problem loma materijala uzrokovan koncentracijom naprezanja zbog toplinskog širenja i skupljanja.
S kontinuiranim napretkom tehnologije, performanse proizvoda od silicijevog karbida također se kontinuirano poboljšavaju. Istraživači su poboljšali proces pripreme, optimizirali formulacije materijala i druga sredstva za povećanje otpornosti proizvoda od silicijevog karbida na visoke temperature, a istovremeno su proširili njihove mogućnosti primjene u više područja. U budućnosti vjerujemo da će proizvodi od silicijevog karbida zablistati i generirati toplinu u više industrija kao što su nova energija, elektronika i metalurgija sa svojom izvrsnom otpornošću na visoke temperature, doprinoseći razvoju raznih industrija.
Vrijeme objave: 11. srpnja 2025.