Уурхайн хаягдлын зутан дамжуулах хоолойд өндөр хурдтай цохилт өгөх, металлургийн цехийн өндөр температурт шаар нь дотоод ханыг угаах, химийн цехэд хүчтэй хүчиллэг уусмал нь хоолойн ханыг өдөр ирэх тусам зэврүүлэх үед ердийн металл хоолой хэдхэн сарын дараа гоожиж байдаг. Гэхдээ ийм "үйлдвэрлэлийн цэвэршүүлэх газар"-д ямар ч гэмтэлгүйгээр амьд үлдэх нэг төрлийн хоолой байдаг бөгөөд энэ ньцахиурын карбидаар хийсэн элэгдэлд тэсвэртэй дамжуулах хоолойүндсэн материал болгон. Энэ энгийн мэт санагдах аж үйлдвэрийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь ямар материаллаг оюун ухааныг нуудаг вэ?
Ганаас илүү зөрүүд материалын код
Цахиурын карбидын түүх 19-р зууны сүүлчээр эрдэмтэд нийлэг алмаз үйлдвэрлэх оролдлого хийж байхдаа энэхүү хатуу нэгдлийг санамсаргүйгээр олж илрүүлснээр эхэлсэн. Энэ нь байгальд нэн ховор бөгөөд "Моиссанит" гэж нэрлэгддэг бол өнөөдөр үйлдвэрлэлд ашиглагдаж буй цахиурын карбид нь бараг бүхэлдээ хиймэл синтезийн бүтээгдэхүүн юм.
Цахиур карбид хоолойг "үйлдвэрлэлд тэсвэртэй" болгох нууц нь тэдний өвөрмөц бичил бүтцэд оршдог. Цахиурын карбидын талстууд нь электрон микроскопоор алмазтай төстэй тетраэдр бүтэцтэй бөгөөд цахиурын атом бүр дөрвөн нүүрстөрөгчийн атомаар нягт хүрээлэгдсэн бөгөөд тасрахгүй ковалент холбоог үүсгэдэг. Энэ бүтэц нь хатуулаг нь алмазаас хоёрт ордог, Мох хатуулаг нь 9.5, энэ нь кварцын элсний тасралтгүй элэгдэлд (Мохын хатуулаг 7) ч ул мөр үлдээхэд хэцүү гэсэн үг юм.
Хамгийн ховор зүйл бол цахиурын карбид нь зөвхөн хатуу төдийгүй өндөр температурт тэсвэртэй байдаг. 1400 ℃-ийн өндөр температурт энэ нь тогтвортой механик шинж чанарыг хадгалж чаддаг бөгөөд энэ нь ган төмөрлөгийн тэсэлгээний зууханд нүүрсний нунтаг тээвэрлэх, дулааны эрчим хүч үйлдвэрлэхэд уурын зуухны шаарыг гадагшлуулах зэрэг өндөр температурт сайн ажилладаг. Үүний зэрэгцээ энэ нь ихэнх хүчил, шүлтийн элэгдэлд "дархлагдсан" бөгөөд энэ зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь химийн үйлдвэрт хүчтэй хүчил дамжуулах хоолойд онцгой үнэ цэнэтэй юм.
Дамжуулах хоолойн ашиглалтын хугацааг арав дахин нэмэгдүүлэхийн тулд дизайны философи
Энгийн хатуулаг нь үйлдвэрлэлийн нарийн төвөгтэй орчинг даван туулахад хангалтгүй юм. Орчин үеийн цахиур карбидын элэгдэлд тэсвэртэй дамжуулах хоолой нь илүү ухаалаг нийлмэл бүтцийг ашигладаг: ихэвчлэн гадна давхарга нь бүтцийн дэмжлэг үзүүлдэг энгийн нүүрстөрөгчийн ган, дотоод давхарга нь цахиурын карбидын керамик доторлогоотой, зарим дамжуулах хоолой нь ерөнхий хүчийг нэмэгдүүлэхийн тулд гадна талдаа шилэн даавуугаар ороосон байдаг. Энэхүү загвар нь цахиурын карбидын элэгдэлд тэсвэртэй давуу талыг ашиглахаас гадна керамик материалын хэврэг байдлыг нөхдөг.
Инженерүүд мөн дамжуулах хоолойн янз бүрийн хэсгүүдийн элэгдлийн зэрэгт үндэслэн "ялгаварласан загвар" хийх болно. Жишээлбэл, тохойн гадна талын нумыг хамгийн ихээр элэгддэг бол илүү зузаан цахиурын карбидын доторлогоог ашиглана; Хэрэв дотоод нуман дээрх элэгдэл харьцангуй хөнгөн байвал эдэлгээний бат бөх чанарыг хангах, материалын хог хаягдлаас зайлсхийхийн тулд зохих ёсоор сийрэгжүүлэх хэрэгтэй.
Урвалын агшилтын технологийг ашиглах нь цахиурын карбидын дамжуулах хоолойг илүү төгс болгодог. Температур ба түүхий эдийн харьцааг нарийн хянаснаар материал нь бараг тэг сүвэрхэг нягт төлөвт хүрч, графит бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэвтрүүлж, өөрөө тосолгооны давхарга үүсгэдэг. Шингэн нь дамжуулах хоолойг угаах үед бал чулууны давхарга нь хамгаалалтын хальс үүсгэдэг бөгөөд энэ нь дамжуулах хоолой дээр "тосолгооны хуяг" тавих гэх мэт үрэлтийн коэффициентийг улам бүр бууруулдаг.
Аж үйлдвэрийн цуснаас ногоон ирээдүй рүү
Дулааны эрчим хүч, уул уурхай, металлурги, химийн инженерчлэл зэрэг хүнд үйлдвэрүүдэд дамжуулах хоолойн систем нь “үйлдвэрлэлийн цус” мэт байдаг бөгөөд тэдгээрийн найдвартай байдал нь үйлдвэрлэлийн аюулгүй байдал, үр ашигтай байдлаас шууд хамаардаг. Уламжлалт металл хоолойг ихэвчлэн элэгдэлд тэсвэртэй орчинд 3 сарын дотор солих шаардлагатай байдаг бол цахиур карбидын элэгдэлд тэсвэртэй хоолойн ашиглалтын хугацааг 10 дахин уртасгах боломжтой бөгөөд энэ нь сул зогсолтын засвар үйлчилгээний давтамжийг ихээхэн бууруулдаг.
Энэхүү удаан эдэлгээтэй шинж чанар нь байгаль орчинд ихээхэн ашиг тустай байдаг. Шугам хоолойг солихыг багасгана гэдэг нь гангийн хэрэглээг бууруулна гэсэн үг бөгөөд үйлдвэрлэлийн процесст ашигласан хайлуулах дэвшилтэт технологи (ESK арга гэх мэт) хаягдал хийг эрчим хүч үйлдвэрлэх зорилгоор гаргаж авч, эрчим хүчний ашиглалтыг 20%-иар нэмэгдүүлнэ. Литиум батерейны үйлдвэрлэл, байгаль орчныг хамгаалах төхөөрөмж зэрэг шинээр гарч ирж буй салбарт цахиурын карбидын хоолойн зэврэлт, элэгдэлд тэсвэртэй байдал чухал үүрэг гүйцэтгэж байна.
Аж үйлдвэрийн дэвшлийн тухай ярихдаа бид ихэвчлэн өндөр технологийн гайхалтай бүтээгдэхүүнүүдэд анхаарлаа хандуулдаг ч цахиурын карбидын элэгдэлд тэсвэртэй хоолой гэх мэт "хөшигний арын баатруудыг" амархан анзаардаггүй. Чухамхүү энэхүү шинэлэг зүйл нь орчин үеийн үйлдвэрлэлийн үр ашигтай үйл ажиллагааг дэмждэг үндсэн материалын шинж чанарыг дээд зэргээр нэмэгдүүлдэг. Уурхайгаас үйлдвэр, өндөр температурт зуухнаас эхлээд химийн цех хүртэл эдгээр чимээгүй “хэт хатуу бамбай” нь аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийн аюулгүй байдал, тогтвортой байдлыг хангахад өөрийн гэсэн хувь нэмэр оруулж байна.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 7-р сарын 30-ны хооронд