Өнеркәсіптік өндіріс және энергетиканы дамыту сияқты көптеген салаларда жоғары температуралы орта көбінесе материалдың өнімділігінің соңғы сынағы болып табылады. Көптеген жоғары температураға төзімді материалдардың ішінде,кремний карбидітамаша ыстыққа төзімділік көрсеткіштерінің арқасында экстремалды жоғары температуралық қиындықтарды шешуде «көшбасшыға» айналды және аэроғарыш, жаңа энергетика, металлургия және т.б. сияқты негізгі салаларда кеңінен қолданылады.
Кремний карбиді қандай материал? Негізінен, бұл көміртек пен кремний элементтерінен тұратын қосылыс, табиғатта «муассанит» деп аталатын сирек кездесетін минерал түрінде кездеседі және көбінесе өнеркәсіпте жасанды синтез арқылы алынады. Бұл материалдың ең көрнекті артықшылығы - оның өте жоғары температураға төзімділігі. Тіпті мыңдаған градус Цельсийдегі жоғары температуралы ортада да ол тұрақты физикалық құрылым мен химиялық қасиеттерді сақтай алады және қарапайым металдар сияқты жұмсармайды немесе деформацияланбайды, сондай-ақ басқа заттармен оңай әрекеттеспейді.
Неліктен кремний карбиді жоғары температураға соншалықты төзімді? Негізгі себебі оның ерекше кристалдық құрылымында жатыр. Кремний карбидінің атомдары өте күшті коваленттік байланыстармен тығыз байланысқан, берік «микроскопиялық қамал» салу сияқты тұрақты үш өлшемді желілік құрылымды құрайды. Бұл құрылым жоғары температурада зақымдануды қиындатады, тек температураның күрт өзгеруіне төтеп беріп қана қоймай, сонымен қатар жоғары температурада тотығу мен коррозияға төзімді, жабдықтың экстремалды ортада тұрақты жұмыс істеуіне сенімді кепілдік береді.
Практикалық қолданыстарда кремний карбидінің жоғары температураға төзімділігі алмастырылмайтын рөл атқарады. Жаңа энергетика саласында ол жоғары температураға төзімді жартылай өткізгіш құрылғыларды өндіру үшін қолданылады, бұл жаңа энергетикалық көліктер мен фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру сияқты салалардың тиімді жұмыс істеуіне ықпал етеді; аэроғарыш саласында ол қозғалтқыш компоненттері мен ғарыш кемелерінің термиялық қорғаныс материалдарын өндірудің негізгі шикізаты болып табылады, бұл жабдықтың жоғары жылдамдықты ұшу кезінде пайда болатын өте жоғары температураға төтеп беруіне көмектеседі; металлургия өнеркәсібінде кремний карбидінен жасалған отқа төзімді материалдар пештердегі жоғары температура эрозиясына төтеп бере алады және жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзартады.
Технологияның үздіксіз дамуымен кремний карбидін қолдану сценарийлері әлі де кеңейіп келеді. Қуатты «ыстыққа төзімді ген» бар бұл қарапайым материал өзінің ерекше артықшылықтарымен әртүрлі салаларға жоғары температуралы технологияның тар жолынан өтуге қолдау көрсетіп, өнеркәсіпті жаңғырту мен технологиялық инновацияларды ілгерілетуде маңызды күшке айналды. Болашақта материалдың өнімділік талаптарын үнемі жақсарта отырып, кремний карбиді жоғары деңгейлі салаларда жарқырап, жоғары температураға төзімді материалдарда жаңа тарау жазатыны сөзсіз.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 4 қараша