ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) เป็นสารประกอบโคเวเลนต์ที่เกิดจากคาร์บอนและซิลิคอน และเป็นที่รู้จักกันดีในด้านคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมหลายประการ ได้แก่ ความทนทานต่อการสึกหรอสูง ความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน ความทนทานต่อการกัดกร่อนสูง และการนำความร้อนสูง คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นวัสดุที่เหมาะสมสำหรับงานหลากหลายประเภทในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การผลิตเครื่องจักร ปิโตรเคมี การถลุงโลหะ และอิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่ทนต่อการสึกหรอและชิ้นส่วนโครงสร้างที่ทนต่ออุณหภูมิสูง การพัฒนาเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ผ่านกระบวนการเผาผนึกด้วยปฏิกิริยาเคมีมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาการใช้งานทางอุตสาหกรรมของวัสดุอเนกประสงค์นี้
วิธีการผลิตแบบดั้งเดิมเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ผ่านกระบวนการเผาผนึกด้วยปฏิกิริยาวิธีการหนึ่งคือการใช้ผงซิลิคอนคาร์ไบด์ผสมกับผงคาร์บอนในปริมาณเล็กน้อย ส่วนผสมนี้จะผ่านปฏิกิริยาซิลิโคไนเซชันที่อุณหภูมิสูงเพื่อสร้างวัสดุเซรามิกที่มีความหนาแน่นสูง อย่างไรก็ตาม กรรมวิธีแบบดั้งเดิมนี้ก็มีข้อเสียอยู่ กระบวนการเผาผนึกนั้นใช้เวลานาน อุณหภูมิสูง และใช้พลังงานสูง ส่งผลให้ต้นทุนการผลิตสูง เนื่องจากความต้องการของอุตสาหกรรมสำหรับรูปทรงและรูปแบบของเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์มีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ ข้อจำกัดของวิธีการแบบดั้งเดิมจึงปรากฏชัดเจนมากขึ้น
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การนำผงนาโนซิลิคอนคาร์ไบด์มาใช้ได้กลายเป็นแนวทางที่มีศักยภาพในการปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ การใช้ผงนาโนสามารถผลิตเซรามิกที่มีความหนาแน่นหลังการเผาผนึกสูงขึ้นและมีความแข็งแรงดัดงอสูงขึ้น อย่างไรก็ตาม ต้นทุนของผงนาโนซิลิคอนคาร์ไบด์ค่อนข้างสูง โดยมักเกิน 10,000 หยวนต่อตัน ซึ่งเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการนำไปใช้ในวงกว้างและการผลิตในปริมาณมาก ความท้าทายทางเศรษฐกิจนี้จึงจำเป็นต้องมีการสำรวจวัตถุดิบและวิธีการทางเลือกอื่นๆ เพื่อให้การผลิตเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์มีความเป็นไปได้และคุ้มค่ามากขึ้น
นอกจากนี้ ความสามารถในการผลิตรูปทรงที่ซับซ้อนและชิ้นส่วนขนาดใหญ่ยังเปิดโอกาสใหม่ๆ สำหรับการใช้งานเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ อุตสาหกรรมที่ต้องการการออกแบบที่ซับซ้อนและวัสดุประสิทธิภาพสูงสามารถได้รับประโยชน์จากวิธีการเตรียมที่ล้ำสมัยนี้ ความยืดหยุ่นในการออกแบบและศักยภาพในการผลิตจำนวนมากของเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์คุณภาพสูงอาจนำไปสู่ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในด้านต่างๆ เช่น อวกาศและอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งประสิทธิภาพของวัสดุมีความสำคัญอย่างยิ่ง
วันที่เผยแพร่: 9 พฤศจิกายน 2024