I den kontinuerlige utviklingen av moderne industri og teknologi spiller materialenes ytelse en avgjørende rolle. Spesielt når man står overfor utfordringene i miljøer med høy temperatur, påvirker stabiliteten i et materiales drift direkte ytelsen og levetiden til relatert utstyr og produkter.Silisiumkarbidprodukter, med sin utmerkede høytemperaturmotstand, er gradvis i ferd med å bli det ideelle valget for mange høytemperaturapplikasjoner.
Silisiumkarbid er, fra et kjemisk strukturperspektiv, en forbindelse som består av to elementer: silisium (Si) og karbon (C). Denne unike atomkombinasjonen gir silisiumkarbid unike fysiske og kjemiske egenskaper. Krystallstrukturen er svært stabil, og atomene er tett forbundet gjennom kovalente bindinger, noe som gir silisiumkarbid en sterk indre bindingskraft, som er grunnlaget for dens høye temperaturbestandighet.
Når vi retter oppmerksomheten mot praktiske anvendelser, demonstreres fordelene med høy temperaturbestandighet ved silisiumkarbidprodukter fullt ut. Innen høytemperatur industrielle ovner er tradisjonelle foringsmaterialer utsatt for mykning, deformasjon og til og med skade under langvarig høy temperatureksponering, noe som ikke bare påvirker ovnens normale drift, men også krever hyppig utskifting, økende kostnader og vedlikeholdsvansker. Foringsmaterialet laget av silisiumkarbid er som å sette en sterk "beskyttelsesdrakt" på ovnen. Ved temperaturer så høye som 1350 ℃ kan det fortsatt opprettholde stabile fysiske og kjemiske egenskaper og vil ikke lett mykne eller brytes ned. Dette forlenger ikke bare levetiden til ovnsforingen betraktelig og reduserer vedlikeholdsfrekvensen, men sikrer også effektiv og stabil drift av industrielle ovner i høytemperaturmiljøer, noe som gir pålitelige garantier for produksjonsprosessen.
For eksempel innen luftfart, når fly flyr i høye hastigheter, genererer de store mengder varme gjennom intens friksjon med luften, noe som forårsaker en kraftig økning i overflatetemperaturen. Dette krever at materialene som brukes i fly må ha god høytemperaturmotstand, ellers vil de møte alvorlige sikkerhetsfarer. Silisiumkarbidbaserte komposittmaterialer har blitt viktige materialer for produksjon av viktige deler som flymotorkomponenter og termiske beskyttelsessystemer for fly på grunn av deres utmerkede høytemperaturmotstand. De kan opprettholde god mekanisk ytelse under ekstreme høye temperaturforhold, sikre komponentenes strukturelle integritet, hjelpe fly med å overvinne hastighets- og temperaturbegrensninger og oppnå mer effektiv og sikker flyging.
Fra et mikroskopisk perspektiv ligger hemmeligheten bak silisiumkarbids høye temperaturbestandighet i krystallstrukturen og de kjemiske bindingsegenskapene. Som nevnt tidligere er den kovalente bindingsenergien mellom silisiumkarbidatomene svært høy, noe som gjør det vanskelig for atomene å lett løsne seg fra gitterposisjonene sine ved høye temperaturer, og dermed opprettholde materialets strukturelle stabilitet. Dessuten er den termiske ekspansjonskoeffisienten til silisiumkarbid relativt lav, og volumendringen er relativt liten når temperaturen endres dramatisk, noe som effektivt unngår problemet med materialbrudd forårsaket av spenningskonsentrasjon på grunn av termisk ekspansjon og sammentrekning.
Med kontinuerlig teknologisk utvikling forbedres også ytelsen til silisiumkarbidprodukter kontinuerlig. Forskere har forbedret forberedelsesprosessen, optimalisert materialformuleringer og andre metoder for å øke høytemperaturmotstanden til silisiumkarbidprodukter, samtidig som de utvider bruksmulighetene deres på flere felt. I fremtiden tror vi at silisiumkarbidprodukter vil skinne og generere varme i flere bransjer som ny energi, elektronikk og metallurgi med sin utmerkede høytemperaturmotstand, noe som vil bidra til utviklingen av ulike bransjer.
Publisert: 11. juli 2025