การแนะนำผลิตภัณฑ์และการประยุกต์ใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์สีดำ
ซิลิกอนคาร์ไบด์สีดำ(ย่อว่า แบล็กซิลิคอนคาร์ไบด์) เป็นวัสดุสังเคราะห์ที่ไม่ใช่โลหะ ทำจากทรายควอตซ์และปิโตรเลียมโค้กเป็นวัตถุดิบหลัก หลอมที่อุณหภูมิสูงในเตาเผาแบบต้านทาน มีลักษณะเป็นสีดำเทาหรือดำเข้ม มีความแข็งสูงมาก นำความร้อนได้ดี และมีความเสถียรทางเคมี เป็นวัตถุดิบทางอุตสาหกรรมที่ยอดเยี่ยม และใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุขัด วัสดุทนไฟ โลหะวิทยา เซรามิกส์ อิเล็กทรอนิกส์ และสาขาอื่นๆ
Ⅰ. ลักษณะการทำงานของซิลิกอนคาร์ไบด์สีดำ
ความแข็งโมห์สของซิลิกอนคาร์ไบด์สีดำมีค่าสูงถึง 9.2 รองจากเพชรและคิวบิกโบรอนไนไตรด์ และมีความทนทานต่อการสึกหรอและแรงกระแทกสูงมาก จุดหลอมเหลวอยู่ที่ประมาณ 2700°C สามารถรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง และไม่สลายตัวหรือเสียรูปง่าย นอกจากนี้ ยังมีคุณสมบัติการนำความร้อนที่ดีและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ และยังมีเสถียรภาพต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้อย่างยอดเยี่ยมภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง
ในด้านคุณสมบัติทางเคมี ซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำมีความทนทานต่อการกัดกร่อนของกรดและด่างได้ดี และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง คุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่สูงยังทำให้เป็นวัสดุทางเลือกสำหรับวัสดุทำความร้อนไฟฟ้าและสารกึ่งตัวนำบางชนิด
Ⅱ รูปแบบและข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์หลัก
ซิลิกอนคาร์ไบด์สีดำสามารถผลิตได้หลากหลายรูปแบบตามขนาดอนุภาคและการใช้งานที่แตกต่างกัน:
วัสดุบล็อก: ผลึกขนาดใหญ่หลังจากการหลอม มักใช้ในการแปรรูปหรือเป็นสารเติมแต่งทางโลหะวิทยา
ทรายเม็ด (F sand/P sand) : ใช้ทำล้อเจียร สารกัดกร่อนสำหรับงานพ่นทราย กระดาษทราย ฯลฯ
ผงไมโคร (ซีรีส์ W, D): ใช้สำหรับการเจียร การขัด การเผาเซรามิก ฯลฯ ที่ต้องการความแม่นยำสูง
ผงไมโครระดับนาโน: ใช้สำหรับเซรามิกอิเล็กทรอนิกส์ระดับไฮเอนด์ วัสดุคอมโพสิตนำความร้อน ฯลฯ
ขนาดอนุภาคมีตั้งแต่ F16 ถึง F1200 และขนาดอนุภาคของผงไมโครสามารถเข้าถึงระดับนาโนเมตรได้ ซึ่งสามารถปรับแต่งได้ตามข้อกำหนดทางเทคนิคของสาขาการใช้งานที่แตกต่างกัน
Ⅲ. พื้นที่การใช้งานหลักของซิลิกอนคาร์ไบด์สีดำ
1. เครื่องมือขัดและเจียร
สารกัดกร่อนเป็นวัสดุที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายและเป็นที่นิยมใช้กันมากที่สุดของซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำ ด้วยคุณสมบัติความแข็งสูงและคุณสมบัติการลับคมได้เอง ซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำจึงสามารถนำไปใช้ผลิตผลิตภัณฑ์สารกัดกร่อนได้หลากหลาย เช่น ล้อเจียร แผ่นตัด กระดาษทราย หัวเจียร น้ำยาขัด ฯลฯ ซึ่งเหมาะสำหรับการเจียรและแปรรูปวัสดุต่างๆ เช่น เหล็กหล่อ เหล็กกล้า โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เซรามิก แก้ว ควอตซ์ และผลิตภัณฑ์ซีเมนต์
ข้อดีคือความเร็วในการบดที่รวดเร็ว ไม่อุดตันง่าย และประสิทธิภาพการประมวลผลสูง นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมแปรรูปโลหะ การผลิตเครื่องจักร การตกแต่งอาคาร และอุตสาหกรรมอื่นๆ
2. วัสดุทนไฟ
ด้วยคุณสมบัติที่ทนต่ออุณหภูมิสูงและทนต่อการกัดกร่อน ซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำจึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมวัสดุทนไฟที่อุณหภูมิสูง สามารถนำไปผลิตเป็นอิฐซิลิคอนคาร์ไบด์ วัสดุบุผิวเตา เบ้าหลอม ท่อป้องกันเทอร์โมคัปเปิล เครื่องมือในเตาเผา หัวฉีด อิฐท่อลม ฯลฯ และยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอุณหภูมิสูง เช่น โลหะวิทยา โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ไฟฟ้า แก้ว ซีเมนต์ ฯลฯ เพื่อยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์และเพิ่มความปลอดภัยในการทำงาน
นอกจากนี้ วัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์ยังมีคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระที่ดีในบรรยากาศออกซิไดซ์ที่อุณหภูมิสูง และเหมาะสำหรับใช้ในชิ้นส่วนสำคัญของเตาเผาแบบร้อน เตาเผาแบบร้อน และอุปกรณ์อื่นๆ
3. อุตสาหกรรมโลหะ
ในกระบวนการทางโลหะวิทยา เช่น การผลิตเหล็กกล้าและการหล่อ ซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำสามารถใช้เป็นสารดีออกซิไดเซอร์ สารให้ความร้อน และสารรีคาร์บูไรเซอร์ได้ เนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนสูงและปลดปล่อยความร้อนได้อย่างรวดเร็ว จึงสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการหลอมและปรับปรุงคุณภาพของเหล็กกล้าหลอมเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขณะเดียวกันยังช่วยลดปริมาณสิ่งเจือปนในกระบวนการหลอมและมีบทบาทในการทำให้เหล็กกล้าหลอมเหลวบริสุทธิ์
โรงงานเหล็กบางแห่งยังเติมซิลิกอนคาร์ไบด์ในสัดส่วนหนึ่งเพื่อปรับองค์ประกอบในการถลุงเหล็กหล่อและเหล็กเหนียวเพื่อประหยัดต้นทุนและปรับปรุงประสิทธิภาพของการหล่อ
4. เซรามิกและวัสดุอิเล็กทรอนิกส์
ซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำยังเป็นวัตถุดิบสำคัญสำหรับเซรามิกเชิงฟังก์ชัน สามารถนำมาใช้ผลิตเซรามิกโครงสร้าง เซรามิกทนการสึกหรอ เซรามิกนำความร้อน ฯลฯ และมีแนวโน้มการใช้งานอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ อุตสาหกรรมเคมี เครื่องจักร และอื่นๆ ซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำมีคุณสมบัติการนำความร้อนที่ดีเยี่ยม โดยมีค่าการนำความร้อนสูงถึง 120 วัตต์/เมตร·เคลวิน และมักใช้ในวัสดุระบายความร้อน วัสดุเชื่อมต่อความร้อน และส่วนประกอบระบายความร้อนของหลอด LED
นอกจากนี้ ซิลิกอนคาร์ไบด์ยังค่อยๆ เข้าสู่ตลาดเซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้า และกลายเป็นวัสดุพื้นฐานสำหรับอุปกรณ์อุณหภูมิสูงและแรงดันสูง แม้ว่าซิลิกอนคาร์ไบด์สีดำจะมีความบริสุทธิ์ต่ำกว่าซิลิกอนคาร์ไบด์สีเขียวเล็กน้อย แต่ก็ถูกนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์แรงดันปานกลางและแรงดันต่ำบางชนิดด้วยเช่นกัน
5. อุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานใหม่
ผงซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการตัดแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนในอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ ผงนี้ใช้เป็นสารกัดกร่อนในกระบวนการตัดลวดเพชร จึงมีความแข็งสูง แข็งแรงการตัดแรงตัด การสูญเสียต่ำ และพื้นผิวการตัดเรียบ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดและผลผลิตของเวเฟอร์ซิลิกอน และลดอัตราการสูญเสียเวเฟอร์และต้นทุนการผลิต
ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีพลังงานและวัสดุใหม่ ซิลิกอนคาร์ไบด์ยังได้รับการพัฒนาสำหรับสาขาใหม่ ๆ เช่น สารเติมแต่งอิเล็กโทรดเชิงลบของแบตเตอรี่ลิเธียมและตัวพาเมมเบรนเซรามิก
Ⅳ. สรุปและแนวโน้ม
ซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมหลายประเภท ด้วยคุณสมบัติเชิงกล ความร้อน และเคมีที่ยอดเยี่ยม ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการผลิต การควบคุมขนาดอนุภาคของผลิตภัณฑ์ การทำให้บริสุทธิ์ และการขยายตัวของการใช้งานอย่างต่อเนื่อง ซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำจึงกำลังพัฒนาไปสู่ประสิทธิภาพและความแม่นยำสูง
ในอนาคตด้วยการเติบโตอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น พลังงานใหม่ เซรามิกอิเล็กทรอนิกส์ ไฮเอนด์การบด และการผลิตอัจฉริยะ ซิลิกอนคาร์ไบด์สีดำจะมีบทบาทสำคัญเพิ่มมากขึ้นในด้านการผลิตขั้นสูง และกลายเป็นส่วนประกอบหลักของระบบเทคโนโลยีวัสดุขั้นสูง