Вақте ки лойчаи партовҳои кон бо суръати баланд ба лӯла таъсир мерасонад, вақте ки шлаки баландҳарорат дар коргоҳи металлургӣ девори даруниро шуста истодааст ва вақте ки маҳлули кислотаи қавӣ дар коргоҳи кимиёвӣ рӯз ба рӯз девори лӯлаҳоро занг мезанад - лӯлаҳои оддии металлӣ аксар вақт пас аз чанд моҳ мерезанд. Аммо як навъи лӯла вуҷуд дорад, ки метавонад дар чунин "тозакунии саноатӣ" беосеб зинда монад ва он як аст.лӯлаи тобовар ба фарсудашавӣ аз карбиди кремнийҳамчун маводи асосӣ. Ин ҷузъи саноатии ба назар оддӣ чӣ гуна зеҳни моддиро пинҳон мекунад?
Коди маводи якравтар аз пӯлод
Қиссаи карбиди кремний дар охири асри 19 оғоз ёфт, вақте ки олимон ин пайвастагии сахтро ҳангоми кӯшиши истеҳсоли алмоси синтетикӣ тасодуфан кашф карданд. Он дар табиат хеле камёб аст ва бо номи "Муассанит" маъруф аст, дар ҳоле ки карбиди кремний, ки имрӯз дар саноат истифода мешавад, қариб пурра маҳсули синтези сунъӣ мебошад.
Сирри ин ки қубурҳои карбиди кремнийро ин қадар "ба истеҳсолот тобовар" мегардонад, дар сохтори беназири онҳост. Дар зери микроскопи электронӣ, кристаллҳои карбиди кремний сохтори тетраэдрии монанд ба алмосро нишон медиҳанд, ки ҳар як атоми кремний бо чор атоми карбон зич иҳота шудааст ва шабакаи пайванди ковалентии шикастнопазирро ташкил медиҳад. Ин сохтор ба он сахтии дуюмро пас аз алмос медиҳад, ки сахтии Моҳс 9.5 аст, ки маънои онро дорад, ки ҳатто эрозияи пайвастаи реги кварсӣ (сахтии Моҳс 7) гузоштани осор душвор аст.
Чизи аз ҳама нодиртар ин аст, ки карбиди кремний на танҳо сахт, балки ба ҳарорати баланд низ хеле тобовар аст. Дар ҳарорати баланди 1400 ℃, он метавонад хосиятҳои механикии устуворро нигоҳ дорад, ки онро дар сенарияҳои ҳарорати баланд, ба монанди интиқоли хокаи ангишт дар кӯраҳои домнагии металлургияи пӯлод ва ихроҷи шлаки дегхона дар истеҳсоли нерӯи барқи гармӣ, хуб кор мекунад. Дар айни замон, он ба эрозияи аксари кислотаҳо ва ишқорҳо «иммунитет» дорад ва ин муқовимати зангзанӣ дар лӯлаҳои интиқоли кислотаи қавӣ дар саноати кимиёвӣ махсусан арзишманд аст.
Фалсафаи тарроҳӣ барои даҳ маротиба зиёд кардани мӯҳлати кори лӯлаҳо
Сахтии оддӣ барои мубориза бо муҳитҳои мураккаби саноатӣ кофӣ нест. Қубурҳои муосири фарсудашавии силикон карбид сохторҳои композитии оқилона истифода мебаранд: одатан қабати берунӣ пӯлоди оддии карбон аст, ки дастгирии сохториро таъмин мекунад, қабати дарунӣ аз рӯйпӯши керамикии силикон карбид иборат аст ва баъзе қубурҳо инчунин аз берун бо нахи шишагӣ мепечанд, то мустаҳкамии умумиро афзоиш диҳанд. Ин тарҳ на танҳо аз бартарии муқовимат ба фарсудашавии карбиди силикон истифода мебарад, балки инчунин шикастагии маводҳои керамикиро ҷуброн мекунад.
Муҳандисон инчунин "тарроҳии фарқкунанда"-ро дар асоси дараҷаи фарсудашавии қисмҳои гуногуни лӯла анҷом медиҳанд. Масалан, агар камони берунии оринҷ сахт фарсуда шавад, қабати ғафси силиконии карбидӣ истифода мешавад; Агар фарсудашавии камони дохилӣ нисбатан сабук бошад, он бояд ба таври мувофиқ тунук карда шавад, то устуворӣ таъмин карда шавад ва аз исрофи мавод пешгирӣ карда шавад.
Истифодаи технологияи реаксияи синтези силикон қубурҳои карбидии кремнийро такмилтар мегардонад. Бо назорати дақиқи ҳарорат ва таносуби ашёи хом, мавод метавонад ба ҳолати зич бо қариб сифр сӯрохӣ ноил гардад ва дар айни замон ҷузъҳои графитиро барои ташкил додани қабати худраванда ворид кунад. Вақте ки моеъ қубурро шуста мебарад, қабати графит плёнкаи муҳофизатӣ ташкил медиҳад, ки коэффитсиенти соишро боз ҳам коҳиш медиҳад, ба монанди гузоштани "зиреҳи равғанӣ" ба қубур.
Аз насли саноатӣ то ояндаи сабз
Дар соҳаҳои вазнин, аз қабили энергетикаи гармӣ, истихроҷи маъдан, металлургия ва муҳандисии кимиё, системаҳои лӯлакашӣ мисли «хати саноатӣ» мебошанд ва эътимоднокии онҳо мустақиман бо бехатарӣ ва самаранокии истеҳсолот алоқаманд аст. Қубурҳои анъанавии металлӣ аксар вақт дар муҳитҳои фарсудашавии шадид бояд дар давоми 3 моҳ иваз карда шаванд, дар ҳоле ки мӯҳлати хидмати қубурҳои ба фарсудашавии тобовар аз кремний карбид метавонад беш аз 10 маротиба дароз карда шавад, ки басомади нигоҳдории муваққатиро хеле кам мекунад.
Ин хусусияти дарозмуддат инчунин манфиатҳои назарраси экологӣ меорад. Кам кардани иваз кардани лӯлаҳо маънои кам кардани истеъмоли пӯлодро дорад ва технологияҳои пешрафтаи гудозише, ки дар раванди истеҳсолот истифода мешаванд (масалан, усули ESK), метавонанд гази партовро барои истеҳсоли нерӯи барқ барқарор кунанд ва истифодаи энергияро 20% афзоиш диҳанд. Дар соҳаҳои нав ба монанди истеҳсоли батареяҳои литий ва таҷҳизоти ҳифзи муҳити зист, муқовимати зангзанӣ ва фарсудашавии қубурҳои карбидии кремний низ нақши муҳим мебозанд.
Вақте ки мо дар бораи пешрафти саноатӣ сухан меронем, мо аксар вақт ба он маҳсулоти чашмраси технологии баланд диққат медиҳем, аммо ба осонӣ "қаҳрамонони пасипарда"-ро, ба монанди қубурҳои фарсудашавандаи силикон карбидро, нодида мегирем. Маҳз ҳамин навоварӣ хосиятҳои маводҳои асосиро ба ҳадди аксар мерасонад, ки кори самараноки саноати муосирро дастгирӣ мекунад. Аз конҳо то корхонаҳо, аз кӯраҳои баландҳарорат то коргоҳҳои кимиёвӣ, ин "сипарҳои хеле сахт"-и хомӯш ба таври худ ба бехатарӣ ва устувории истеҳсолоти саноатӣ мусоидат мекунанд.
Вақти нашр: 30 июли соли 2025