Керамикаи силикон карбид (SiC)бо қувваи аҷиб, муқовимат ба гармӣ ва устувории худ машҳуранд. Ин хосиятҳо онҳоро барои истифода дар муҳитҳои сахт, ба монанди муҳаррикҳои кайҳонӣ ё таҷҳизоти саноатӣ, беҳтарин мегардонанд. Аммо ин маводҳои пешрафта чӣ гуна сохта мешаванд? Биёед равандро қадам ба қадам таҳлил кунем.
1. Тайёр кардани ашёи хом
Ҳамааш аз хокаи карбиди силиконии баландсифат оғоз мешавад. Инро ҳамчун "орд" барои пухтани "торти" сафолӣ тасаввур кунед. Барои беҳтар кардани хосиятҳои маводи ниҳоӣ, миқдори ками иловаҳо - ба монанди оксиди алюминий ё пайвастагиҳои бор - омехта карда мешаванд. Ин иловаҳо дар марҳилаҳои баъдӣ мисли часпак амал мекунанд ва ба самараноктар пайваст шудани зарраҳо мусоидат мекунанд.
2. Шакл додани сафол
Сипас хока ба шакли қолабшаванда табдил дода мешавад. Ду усули маъмул истифода мешаванд:
Фишурдан: Хока бо истифода аз фишори баланд ба шакли муайян фишурда мешавад, ки ба фишурдани барф ба тӯби барф монанд аст.
Қолаббандии тазриқӣ: Хока бо пайвандкунандаи муваққатӣ (ба монанди мум) омехта карда мешавад, то омехтаи хамирмонанд эҷод карда шавад, ки барои шаклҳои мураккаб ба қолабҳо ворид карда мешавад.
Дар ин марҳила, мавод ҳанӯз ҳам нозук аст — мисли ҳайкали реги хушк — ва барои мустаҳкам шудан онро «пухта» кардан лозим аст.
3. Раванди синтезкунӣ
Ин ҷоест, ки ҷодугарӣ рӯй медиҳад. Сафолии шаклдор дар кӯраи махсус дар ҳарорати ниҳоят баланд (аксар вақт аз 1800°C болотар) гарм карда мешавад. Ҳангоми пухтани металл, ду чизи муҳим рух медиҳад:
Пайванди зарраҳо: Донаҳои карбиди кремний наздиктар мешаванд, холигоҳҳоро бартараф мекунанд ва сохтори мустаҳкамро ташкил медиҳанд.
Иловаҳо кор мекунанд: Таркибҳои иловашуда каме об мешаванд ва байни зарраҳо "пул" эҷод мекунанд, то устувориро афзоиш диҳанд.
Муҳити дохили кӯра бодиққат назорат карда мешавад — баъзан бо газҳои инертӣ пур карда мешавад — то аз аксуламалҳои номатлуб пешгирӣ карда шавад.
4. Ламсҳои ниҳоӣ
Пас аз пухтан, керамикӣ метавонад барои беҳтар кардани кори худ коркарди иловагӣ гузаронад:
Сайқалдиҳӣ: Барои барномаҳое, ки сатҳҳои ҳамворро талаб мекунанд (масалан, мӯҳрҳо ё подшипникҳо).
Пӯшиш: Барои баланд бардоштани муқовимати фарсудашавӣ, қабати тунуки муҳофизатӣ (ба монанди нитриди кремний) илова кардан мумкин аст.
Коркард: Буриши дақиқ ё пармакунӣ барои ноил шудан ба андозаҳои ниҳоӣ.
Чаро ин раванд муҳим аст
Сирри мустаҳкамии карбиди кремний дар он аст, ки чӣ гуна атомҳои он ҳангоми пухтан пайваст мешаванд. Раванди ҳарорати баланд шабакаи пайвандҳои қавии кремний-карбонро ба вуҷуд меорад, ки ба гармӣ, зангзанӣ ва фишори ҷисмонӣ тобоваранд. Иловаҳо ва назорати дақиқи ҳарорат кафолат медиҳанд, ки маҳсулоти ниҳоӣ на танҳо сахт, балки ба қадри кофӣ мустаҳкам аст, ки ба кафидан муқовимат кунад.
Тасвири калонтар
Аз турбинаҳои муосир то системаҳои назорати ифлосшавӣ, сафолҳои карбиди кремний дар технологияи муосир нақши муҳим мебозанд. Гарчанде ки раванди истеҳсолӣ мураккаб аст, маҳз ҳамин тавозуни бодиққати илм ва муҳандисӣ хокаи оддиро ба маводе табдил медиҳад, ки қодир ба тоб овардан ба шароити сахттарин аст.
Бо пешрафти таҳқиқот, усулҳои нав - ба монанди чопи 3D-и сафолҳо - пайдо мешаванд, ки истифодаи боз ҳам инноватсионии ин маводи ғайриоддиро ваъда медиҳанд.
Вақти нашр: 19 марти соли 2025