V neustálom vývoji moderného priemyslu a technológií zohráva výkonnosť materiálov kľúčovú úlohu. Najmä pri riešení problémov s prostredím s vysokými teplotami stabilita prevádzky materiálu priamo ovplyvňuje výkon a životnosť súvisiacich zariadení a produktov.Výrobky z karbidu kremíkavďaka svojej vynikajúcej odolnosti voči vysokým teplotám sa postupne stávajú ideálnou voľbou pre mnohé oblasti aplikácií s vysokými teplotami.
Karbid kremíka je z hľadiska chemickej štruktúry zlúčenina zložená z dvoch prvkov: kremíka (Si) a uhlíka (C). Táto jedinečná atómová kombinácia dáva karbidu kremíka jedinečné fyzikálne a chemické vlastnosti. Jeho kryštalická štruktúra je veľmi stabilná a atómy sú úzko prepojené kovalentnými väzbami, čo dáva karbidu kremíka silnú vnútornú väzbovú silu, ktorá je základom jeho odolnosti voči vysokým teplotám.
Keď sa zameriame na praktické aplikácie, plne sa prejaví výhoda odolnosti výrobkov z karbidu kremíka voči vysokým teplotám. V oblasti vysokoteplotných priemyselných pecí sú tradičné výstelkové materiály náchylné na mäknutie, deformáciu a dokonca aj poškodenie pri dlhodobom vystavení vysokým teplotám, čo nielen ovplyvňuje normálnu prevádzku pece, ale vyžaduje si aj častú výmenu, čo zvyšuje náklady a ťažkosti s údržbou. Výstelkový materiál vyrobený z karbidu kremíka je ako pevný „ochranný oblek“ pre pec. Pri teplotách až do 1350 ℃ si stále udržiava stabilné fyzikálne a chemické vlastnosti a ľahko nezmäkne ani sa nerozloží. To nielen výrazne predlžuje životnosť výstelky pece a znižuje frekvenciu údržby, ale tiež zaisťuje efektívnu a stabilnú prevádzku priemyselných pecí vo vysokoteplotnom prostredí a poskytuje spoľahlivé záruky pre výrobný proces.
Napríklad v leteckom priemysle lietadlá pri lete vysokými rýchlosťami vytvárajú veľké množstvo tepla v dôsledku intenzívneho trenia so vzduchom, čo spôsobuje prudký nárast povrchovej teploty. To si vyžaduje, aby materiály používané v lietadlách mali dobrú odolnosť voči vysokým teplotám, inak budú čeliť vážnym bezpečnostným rizikám. Kompozitné materiály na báze karbidu kremíka sa vďaka svojej vynikajúcej odolnosti voči vysokým teplotám stali dôležitými materiálmi na výrobu kľúčových súčiastok, ako sú komponenty leteckých motorov a systémy tepelnej ochrany lietadiel. Dokážu si udržať dobrý mechanický výkon aj za extrémne vysokých teplôt, zabezpečiť štrukturálnu integritu komponentov, pomôcť lietadlám prekonať obmedzenia rýchlosti a teploty a dosiahnuť efektívnejší a bezpečnejší let.
Z mikroskopického hľadiska spočíva tajomstvo odolnosti karbidu kremíka voči vysokým teplotám v jeho kryštálovej štruktúre a chemických väzbových charakteristikách. Ako už bolo spomenuté, energia kovalentnej väzby medzi atómami karbidu kremíka je veľmi vysoká, čo sťažuje atómom ľahké oddelenie z ich mriežkových pozícií pri vysokých teplotách, čím sa zachováva štrukturálna stabilita materiálu. Okrem toho je koeficient tepelnej rozťažnosti karbidu kremíka relatívne nízky a jeho objemová zmena je relatívne malá pri dramatických zmenách teploty, čím sa účinne predchádza problému s lomom materiálu spôsobenému koncentráciou napätia v dôsledku tepelnej rozťažnosti a kontrakcie.
S neustálym pokrokom v technológii sa neustále zlepšuje aj výkonnosť produktov z karbidu kremíka. Výskumníci zlepšili proces prípravy, optimalizovali zloženie materiálov a použili ďalšie prostriedky na zvýšenie odolnosti produktov z karbidu kremíka voči vysokým teplotám a zároveň rozšírili ich možnosti použitia v ďalších oblastiach. Veríme, že v budúcnosti sa produkty z karbidu kremíka vďaka svojej vynikajúcej odolnosti voči vysokým teplotám uplatnia a budú generovať teplo vo viacerých odvetviach, ako sú nové energetické technológie, elektronika a metalurgia, čím prispejú k rozvoju rôznych priemyselných odvetví.
Čas uverejnenia: 11. júla 2025