مقدمة المنتج وتطبيق كربيد السيليكون الأسود
كربيد السيليكون الأسودكربيد السيليكون الأسود (يُختصر باسم كربيد السيليكون الأسود) مادة صناعية غير معدنية تُصنع من رمل الكوارتز وفحم الكوك كمواد خام رئيسية، وتُصهر في درجات حرارة عالية في فرن مقاومة. يتميز بمظهر أسود رمادي أو أسود داكن، وصلابة عالية جدًا، وموصلية حرارية جيدة، وثبات كيميائي. وهو مادة خام صناعية ممتازة، ويُستخدم على نطاق واسع في المواد الكاشطة، والمواد المقاومة للحرارة، والمعادن، والسيراميك، والإلكترونيات، وغيرها من المجالات.
1. خصائص أداء كربيد السيليكون الأسود
صلابة موسكربيد السيليكون الأسودتصل معامل تآكله إلى 9.2، وهو ثاني أعلى معامل تآكل بعد الماس ونيتريد البورون المكعب، ويتميز بمقاومة فائقة للتآكل والصدمات. تبلغ درجة انصهاره حوالي 2700 درجة مئوية، ويحافظ على ثباته الهيكلي في بيئات درجات الحرارة العالية، كما أنه ليس من السهل تحلله أو تشوهه. بالإضافة إلى ذلك، يتميز بموصلية حرارية جيدة ومعامل تمدد حراري منخفض، مع ثبات ممتاز للصدمات الحرارية في درجات الحرارة والضغط العاليين.
من حيث الخواص الكيميائية، يتميز كربيد السيليكون الأسود بمقاومة جيدة للتآكل الناتج عن الأحماض والقلويات، وهو مناسب بشكل خاص للاستخدام الصناعي في البيئات القاسية. كما أن موصليته العالية تجعله مادة بديلة لبعض مواد التدفئة الكهربائية ومجالات أشباه الموصلات.
٢. أشكال ومواصفات المنتجات الرئيسية
يمكن تصنيع كربيد السيليكون الأسود بأشكال مختلفة وفقًا لأحجام الجسيمات والاستخدامات المختلفة:
مادة الكتلة: بلورات كبيرة بعد الصهر، تستخدم غالبًا لإعادة المعالجة أو كمضافات معدنية؛
الرمل الحبيبي (رمل F/رمل P): يستخدم في صناعة عجلات الطحن، ومواد الصنفرة، وورق الصنفرة، وما إلى ذلك؛
مسحوق دقيق (سلسلة W، D): يستخدم في الطحن فائق الدقة، والتلميع، والتلبيد الخزفي، وما إلى ذلك؛
مسحوق دقيق على مستوى النانو: يستخدم في السيراميك الإلكتروني عالي الجودة والمواد المركبة الموصلة للحرارة وما إلى ذلك.
يتراوح حجم الجسيمات من F16 إلى F1200، ويمكن أن يصل حجم جسيمات المسحوق الدقيق إلى مستوى النانومتر، والذي يمكن تخصيصه وفقًا للمتطلبات الفنية لمجالات التطبيق المختلفة.
Ⅲ. مجالات الاستخدام الرئيسية لكربيد السيليكون الأسود
1. المواد الكاشطة وأدوات الطحن
المواد الكاشطة هي أكثر تطبيقات كربيد السيليكون الأسود شيوعًا وشعبية. بفضل صلابته العالية وخصائصه الشحذية الذاتية، يُمكن استخدامه في تصنيع منتجات كاشطة متنوعة، مثل عجلات الطحن، وأقراص القطع، وورق الصنفرة، ورؤوس الطحن، ومعاجين الطحن، وغيرها، وهي مناسبة لطحن ومعالجة مواد مثل الحديد الزهر، والصلب، والمعادن غير الحديدية، والسيراميك، والزجاج، والكوارتز، ومنتجات الأسمنت.
تتميز بسرعة طحن عالية، وسهولة انسداد، وكفاءة معالجة عالية. تُستخدم على نطاق واسع في معالجة المعادن، وتصنيع الآلات، وديكور المباني، وغيرها من الصناعات.
2. المواد المقاومة للحرارة
بفضل ثباته العالي في درجات الحرارة ومقاومته للتآكل، يُستخدم كربيد السيليكون الأسود على نطاق واسع في مجال المواد المقاومة للحرارة العالية. ويمكن تصنيعه في قوالب كربيد السيليكون، وبطانات الأفران، والبوتقات، وأنابيب حماية المزدوجات الحرارية، وأدوات الأفران، والفوهات، وقوالب التوير، وغيرها. كما يُستخدم على نطاق واسع في الصناعات عالية الحرارة، مثل المعادن، والمعادن غير الحديدية، والكهرباء، والزجاج، والأسمنت، وغيرها، لإطالة عمر المعدات وتحسين سلامة التشغيل.
بالإضافة إلى ذلك، تتمتع مواد كربيد السيليكون بخصائص مضادة للأكسدة جيدة في أجواء الأكسدة ذات درجات الحرارة العالية وهي مناسبة للاستخدام في الأجزاء الرئيسية من أفران الصهر الساخنة وأفران الصهر وغيرها من المعدات.
3. الصناعة المعدنية
في العمليات المعدنية، مثل صناعة الصلب والصب، يُستخدم كربيد السيليكون الأسود كمزيل للأكسدة، وعامل تسخين، ومُعيد للكربون. بفضل محتواه العالي من الكربون وسرعة إطلاقه للحرارة، يُمكنه تحسين كفاءة الصهر وجودة الصلب المنصهر بفعالية. كما يُمكنه أيضًا تقليل الشوائب في عملية الصهر، ويساهم في تنقية الصلب المنصهر.
كما تقوم بعض مصانع الصلب بإضافة نسبة معينة من كربيد السيليكون لضبط التركيبة في صهر الحديد الزهر والحديد المطاوع من أجل توفير التكاليف وتحسين أداء المسبوكات.
4. السيراميك والمواد الإلكترونية
يُعد كربيد السيليكون الأسود أيضًا مادة خام مهمة للسيراميك الوظيفي. يُستخدم في تحضير السيراميك الإنشائي، والسيراميك المقاوم للتآكل، والسيراميك الموصل للحرارة، وغيرها، وله آفاق واسعة في مجالات الإلكترونيات، والصناعات الكيميائية، والآلات، وغيرها. يتميز بموصلية حرارية ممتازة، تصل إلى 120 واط/متر·كلفن، ويُستخدم بكثرة في مواد تبديد الحرارة الموصلة للحرارة، ومواد الواجهات الحرارية، ومكونات تبديد الحرارة في مصابيح LED.
علاوة على ذلك، دخل كربيد السيليكون تدريجيًا مجال أشباه موصلات الطاقة، وأصبح المادة الأساسية للأجهزة عالية الحرارة والجهد. ورغم أن نقاء كربيد السيليكون الأسود أقل بقليل من نقاء كربيد السيليكون الأخضر، إلا أنه يُستخدم أيضًا في بعض المنتجات الإلكترونية متوسطة ومنخفضة الجهد.
5. صناعات الطاقة الكهروضوئية والطاقة الجديدة
يُستخدم مسحوق كربيد السيليكون الأسود على نطاق واسع في قطع رقائق السيليكون في صناعة الطاقة الكهروضوئية. كمادة كاشطة في عملية قطع أسلاك الماس، يتميز بصلابة عالية ومتانة عالية.قطعالقوة، والخسارة المنخفضة، وسطح القطع الأملس، مما يساعد على تحسين كفاءة القطع وإنتاجية رقائق السيليكون وتقليل معدل فقدان الرقاقة وتكاليف الإنتاج.
مع التطوير المستمر لتقنيات الطاقة الجديدة والمواد الجديدة، يتم أيضًا تطوير كربيد السيليكون للمجالات الناشئة مثل إضافات الأقطاب السالبة لبطاريات الليثيوم وحاملات الأغشية الخزفية.
٤. الملخص والتوقعات
يلعب كربيد السيليكون الأسود دورًا لا غنى عنه في العديد من المجالات الصناعية بفضل خصائصه الميكانيكية والحرارية والكيميائية الممتازة. ومع التطور المستمر في تكنولوجيا التصنيع، والتحكم في حجم جزيئات المنتج، وتحسين نقاءه، والتوسع المستمر في مجالات استخدامه، يتطور كربيد السيليكون الأسود نحو أداء ودقة عاليين.
في المستقبل، مع الارتفاع السريع للصناعات مثل الطاقة الجديدة والسيراميك الإلكتروني والمنتجات الراقيةطحن مع تطور التكنولوجيا والتصنيع الذكي، سيلعب كربيد السيليكون الأسود دورًا متزايد الأهمية في مجال التصنيع الراقي وسيصبح مكونًا أساسيًا لنظام تكنولوجيا المواد المتقدمة.