Қазіргі заманғы өнеркәсіп пен технологияның үздіксіз дамуында материалдардың өнімділігі шешуші рөл атқарады. Әсіресе жоғары температура ортасының қиындықтарына тап болған кезде, материал жұмысының тұрақтылығы тиісті жабдық пен өнімдердің өнімділігі мен қызмет ету мерзіміне тікелей әсер етеді.Кремний карбидінен жасалған бұйымдар, өзінің тамаша жоғары температураға төзімділігімен, бірте-бірте жоғары температураны қолданудың көптеген өрістері үшін тамаша таңдауға айналуда.
Химиялық құрылым тұрғысынан кремний карбиді екі элементтен тұратын қосылыс: кремний (Si) және көміртек (C). Бұл бірегей атомдық комбинация кремний карбидіне бірегей физикалық және химиялық қасиеттер береді. Оның кристалдық құрылымы өте тұрақты, ал атомдар коваленттік байланыстар арқылы тығыз байланысқан, кремний карбидіне күшті ішкі байланыс күшін береді, бұл оның жоғары температураға төзімділігінің негізі болып табылады.
Біз назарымызды практикалық қолданбаларға аударған кезде, кремний карбиді өнімдерінің жоғары температураға төзімділік артықшылығы толығымен көрсетіледі. Жоғары температуралы өнеркәсіптік пештер саласында дәстүрлі төсеу материалдары жоғары температураның ұзақ әсерінен жұмсартуға, деформацияға және тіпті зақымдануға бейім, бұл пештің қалыпты жұмысына әсер етіп қана қоймайды, сонымен қатар жиі ауыстыруды, шығындарды арттыруды және техникалық қызмет көрсету қиындықтарын талап етеді. Кремний карбидінен жасалған төсеу материалы пешке күшті «қорғаныс костюмін» киюге ұқсайды. 1350 ℃ дейін жоғары температурада ол әлі де тұрақты физикалық және химиялық қасиеттерді сақтай алады және оңай жұмсармайды немесе ыдырамайды. Бұл пеш қаптамасының қызмет ету мерзімін едәуір ұзартып, техникалық қызмет көрсету жиілігін азайтып қана қоймайды, сонымен қатар өндіріс процесіне сенімді кепілдіктер бере отырып, жоғары температуралық ортада өнеркәсіптік пештердің тиімді және тұрақты жұмысын қамтамасыз етеді.
Мысалы, аэроғарыш саласында жоғары жылдамдықпен ұшқан кезде ұшақтар ауамен интенсивті үйкеліс арқылы көп мөлшерде жылу шығарады, бұл жер бетіндегі температураның күрт жоғарылауын тудырады. Бұл ұшақтарда қолданылатын материалдардың жоғары температураға жақсы төзімді болуын талап етеді, әйтпесе олар қауіпсіздікке елеулі қауіп төндіреді. Кремний карбид негізіндегі композициялық материалдар жоғары температураға тамаша төзімділігінің арқасында ұшақ қозғалтқышының құрамдас бөліктері мен ұшақтың термиялық қорғаныс жүйелері сияқты негізгі бөлшектерді өндіру үшін маңызды материалдарға айналды. Ол экстремалды жоғары температура жағдайында жақсы механикалық өнімділікті сақтай алады, құрамдас бөліктердің құрылымдық тұтастығын қамтамасыз етеді, ұшақтарға жылдамдық пен температура шектеулерін жеңуге көмектеседі және тиімдірек және қауіпсіз ұшуға қол жеткізе алады.
Микроскопиялық тұрғыдан алғанда, кремний карбидінің жоғары температураға төзімділігінің құпиясы оның кристалдық құрылымы мен химиялық байланыс сипаттамаларында жатыр. Бұрын айтылғандай, кремний карбидінің атомдары арасындағы коваленттік байланыс энергиясы өте жоғары, бұл атомдардың жоғары температурада торлық орындарынан оңай ажырауын қиындатады, осылайша материалдың құрылымдық тұрақтылығын сақтайды. Сонымен қатар, кремний карбидінің термиялық кеңею коэффициенті салыстырмалы түрде төмен, ал температура күрт өзгерген кезде оның көлемінің өзгеруі салыстырмалы түрде аз болады, бұл термиялық кеңею мен қысқаруға байланысты кернеу концентрациясынан туындаған материалдың сыну мәселесін тиімді болдырмайды.
Технологияның үздіксіз дамуымен кремний карбиді өнімдерінің өнімділігі де үздіксіз жақсаруда. Зерттеушілер кремний карбиді өнімдерінің жоғары температураға төзімділігін арттыру үшін дайындау процесін, оңтайландырылған материалды құрамдарды және басқа да құралдарды жетілдірді, сонымен қатар олардың көптеген салаларда қолдану мүмкіндіктерін кеңейтті. Болашақта кремний карбидінен жасалған өнімдер жаңа энергетика, электроника және металлургия сияқты көптеген салаларда жоғары температураға төзімділігімен жарқырап, жылу шығарады және әртүрлі салалардың дамуына үлес қосады деп сенеміз.
Хабарлама уақыты: 11 шілде 2025 ж