كربيد السيليكون الأخضر وكربيد السيليكون الأسود: اختلافات عميقة تتجاوز اللون
في مجال المواد الصناعية الواسع،كربيد السيليكون الأخضروكربيد السيليكون الأسود كثيراً ما يُذكران معاً. كلاهما مادتان كاشطتان مهمتان، تُصنعان بالصهر عالي الحرارة في أفران المقاومة باستخدام مواد خام مثل رمل الكوارتز وفحم الكوك، إلا أن اختلافاتهما تتجاوز بكثير اختلافات اللون على السطح. بدءاً من الاختلافات الدقيقة في المواد الخام، ووصولاً إلى التفاوت في خصائص الأداء، ووصولاً إلى الاختلاف الكبير في سيناريوهات الاستخدام، ساهمت هذه الاختلافات مجتمعةً في تشكيل الأدوار الفريدة لكليهما في المجال الصناعي.
1 الفرق في نقاء المواد الخام والبنية البلورية يحدد الخصائص المختلفة لكليهما.
كربيد السيليكون الأخضريُصنع من فحم الكوك البترولي ورمل الكوارتز كمواد رئيسية، ويُضاف الملح للتكرير. بهذه العملية، يتم تقليل الشوائب إلى أقصى حد، وتكون البلورة ذات شكل سداسي منتظم ذي حواف وزوايا حادة. معالجة المواد الخام لكربيد السيليكون الأسود بسيطة نسبيًا، ولا يُضاف الملح. الشوائب المتبقية في المواد الخام، مثل الحديد والسيليكون، تجعل جزيئات البلورات غير منتظمة الشكل، مستديرة وغير حادة عند الحواف والزوايا.
2- الاختلافات في المواد الخام والبنية تؤدي إلى خصائص فيزيائية مختلفة لكليهما.
من حيث الصلابة، صلابة موس لـكربيد السيليكون الأخضرتبلغ صلابته حوالي 9.5، وهو ثاني أعلى درجة بعد الماس، ويمكنه معالجة المواد عالية الصلابة؛ أما كربيد السيليكون الأسود، فتبلغ صلابته حوالي 9.0، بصلابة أقل قليلاً. من حيث الكثافة، تتراوح كثافة كربيد السيليكون الأخضر بين 3.20 و3.25 غ/سم³، وهو ذو بنية كثيفة؛ بينما تتراوح كثافة كربيد السيليكون الأسود بين 3.10 و3.15 غ/سم³، وهو رخو نسبياً. من حيث الأداء، يتميز كربيد السيليكون الأخضر بنقاء عالٍ، وموصلية حرارية وكهربائية جيدة، ومقاومة عالية لدرجات الحرارة العالية، ولكنه هش وسهل الكسر بتكوين حواف جديدة؛ بينما يتميز كربيد السيليكون الأسود بموصلية حرارية وكهربائية أضعف قليلاً، وهشاشة منخفضة، ومقاومة أقوى لصدمات الجسيمات.
3 اختلافات الأداء تحدد تركيز التطبيق لكلاهما.
كربيد السيليكون الأخضر لديهصلابة عاليةيتميز كربيد السيليكون الأسود بقدرته على معالجة المواد عالية الصلابة ومنخفضة المتانة. ففي مجال المواد غير المعدنية، يُستخدم في طحن الزجاج، وقطع السيراميك، ورقائق السيليكون شبه الموصل، وتلميع الياقوت. أما في معالجة المعادن، فيتميز بأداء معالجة عالي الدقة لمواد مثل كربيد الأسمنت والفولاذ المقسى، ويُستخدم على نطاق واسع في منتجات مثل عجلات الطحن وأقراص القطع. يُستخدم كربيد السيليكون الأسود بشكل رئيسي في معالجة المواد منخفضة الصلابة وعالية المتانة، وهو مناسب لمعالجة المعادن غير الحديدية والمواد المقاومة للحرارة مثل الحديد الزهر والنحاس والألمنيوم. وفي العمليات الخشنة، مثل إزالة نتوءات المسبوكات وإزالة الصدأ من الفولاذ، أصبح خيارًا شائعًا في الصناعة نظرًا لفعاليته العالية من حيث التكلفة.
على الرغم من كربيد السيليكون الأخضر وكربيد السيليكون الأسودينتمي كربيد السيليكون الأخضر والأسود إلى نظام مواد كربيد السيليكون، وتختلف خصائصهما الفيزيائية والكيميائية وخصائص استخدامهما اختلافًا كبيرًا. مع الابتكار المستمر في علوم المواد وتكنولوجيا المعالجة، من المتوقع أن يحقق كربيد السيليكون الأخضر والأسود تطبيقات أوسع في مجالات التكنولوجيا المتقدمة، مثل تصنيع أشباه الموصلات، والطحن الدقيق، والطاقة الجديدة، مما يوفر دعمًا ماديًا أساسيًا للتطوير عالي الجودة للصناعة الحديثة.