Silicon carbide is a popular material in the industry due to its excellent mechanical, الكهرباء, والخصائص الحرارية. One variation of SiC is recrystallized كربيد السيليكون (RSiC), التي لها بنية مجهرية فريدة تمنحها خصائص أفضل مقارنة بمتغيرات SiC الأخرى.

خصائص RSiC

المجهرية

RSiC has a unique المجهرية consisting of interlocking, حبيبات تشبه الصفيحة متعامدة على سطح المادة. تعطي هذه البنية المجهرية خصائص ميكانيكية ممتازة RSiC, such as high strength, صلابة, ومقاومة التآكل. توفر البنية المجهرية أيضًا RSiC مع معامل تمدد حراري منخفض, مما يجعلها مناسبة لتطبيقات درجات الحرارة العالية.

الخصائص الميكانيكية

تتمتع RSiC بخصائص ميكانيكية ممتازة بسبب بنيتها المجهرية. It has a high قوة العاطفة, مما يعني أنه يمكنه تحمل الانحناء والالتواء دون أن ينكسر. RSiC also has a high كسر صلابة, مما يعني أنه يمكنه مقاومة التشققات والكسور. بالإضافة إلى ذلك, يتميز RSiC بصلابة عالية, مما يجعلها مقاومة للتآكل والاحتكاك.

الخصائص الحرارية

تتمتع RSiC بخصائص حرارية ممتازة, مما يجعلها مناسبة لتطبيقات درجات الحرارة العالية. لديها موصلية حرارية عالية, مما يعني أنه يمكنه نقل الحرارة بسرعة وكفاءة. يحتوي RSiC أيضًا على معامل منخفض للتمدد الحراري, مما يعني أنه يمكنه تحمل التغيرات الكبيرة في درجات الحرارة دون أن يتشقق أو ينكسر.

الخصائص الكهربائية

RSiC هو عازل كهربائي جيد, مما يجعلها مناسبة للتطبيقات الكهربائية. لديها مقاومة عالية, مما يعني أنه يمكنه مقاومة تدفق الكهرباء. RSiC also has a high قوة عازلة, مما يعني أنه يمكنه تحمل الفولتية العالية دون الانهيار.

إنتاج RSiC

مواد خام

RSiC is made from a mixture of مسحوق كربيد السيليكون, carbon, ومادة الموثق. عادة ما يكون مسحوق كربيد السيليكون عبارة عن خليط من أطوار ألفا وبيتا. عادة ما يكون الكربون على شكل جرافيت, and the مادة الموثق is usually a resin or wax.

تقنيات التصنيع

يمكن تصنيع RSiC باستخدام عدة تقنيات, مشتمل صب مائل, قذف, وصب الحقن. يتضمن الصب المنزلق صب الخليط في قالب والسماح له بالجفاف. Extrusion involves forcing the mixture through a die to create a specific shape. صب الحقن involves injecting the mixture into a mold under high pressure.

عملية التكلس

بعد التصنيع, يتم تلبيد RSiC في فرن عند درجات حرارة عالية. تتسبب عملية التلبيد في إعادة بلورة مسحوق كربيد السيليكون, تشكيل البنية المجهرية الفريدة لـ RSiC. تزيل عملية التلبيد أيضًا مادة الربط, تاركا وراءه مادة RSiC نقية.

تطبيقات RSiC

أثاث الفرن

يستخدم RSiC بشكل شائع في صناعة السيراميك كأثاث للفرن. يشير أثاث الفرن إلى الأدوات والدعامات المستخدمة لتثبيت وتشكيل منتجات السيراميك أثناء الحرق. RSiC is ideal for kiln furniture because of its high strength, الاستقرار الحراري, and resistance to thermal shock.

صناعة أشباه الموصلات

RSiC is used in the semiconductor industry for the production of silicon wafers. RSiC is used as a support structure for the silicon wafers during processing. RSiC’s high thermal conductivity and low coefficient of thermal expansion make it ideal for this application.

صناعة الطيران

RSiC is used in the aerospace industry for high-temperature applications. It is used in rocket nozzles, الدروع الحرارية, and other components that must withstand extreme temperatures. RSiC’s high strength, الاستقرار الحراري, and resistance to thermal shock make it ideal for this application.

Chemical Industry

RSiC is used in the chemical industry for the production of corrosive chemicals. RSiC is used as a lining material for reaction vessels and pipes. RSiC’s high chemical resistance and thermal stability make it ideal for this application.

Armor Plates

RSiC is used in the production of armor plates for military and law enforcement applications. RSiC’s high strength and hardness make it an ideal material for bullet-resistant armor.

Advantages and Disadvantages of RSiC

مزايا

1. خصائص ميكانيكية ممتازة
2. Excellent thermal properties
3. Good electrical insulation properties
4. مقاومة كيميائية عالية
5. Low coefficient of thermal expansion
6. High wear resistance and hardness

سلبيات

1. Expensive compared to other SiC materials
2. Difficult to produce in large quantities
3. Difficult to machine due to its hardness

خاتمة

Recrystallized silicon carbide (RSiC) is a unique material with excellent mechanical, thermal, والخواص الكهربائية. RSiC’s unique microstructure gives it even better properties compared to other SiC materials. RSiC is used in a variety of applications, including kiln furniture, semiconductor industry, aerospace industry, chemical industry, and armor plates. في حين أن RSiC أكثر تكلفة ويصعب إنتاجه مقارنة بمواد SiC الأخرى, خصائصه الممتازة تجعله مادة مثالية لتطبيقات درجات الحرارة العالية والضغط العالي.