Bột siêu mịn silicon carbide (SiC) đen là chất mài mòn và phụ gia vật liệu hiệu suất cao, nổi tiếng với độ cứng vượt trội (9,2-9,5 Mohs) , độ dẫn nhiệt cao , tính trơ về mặt hóa học và khả năng chống mài mòn và sốc nhiệt tuyệt vời . Phạm vi ứng dụng của nó trải rộng trên nhiều lĩnh vực công nghiệp truyền thống và tiên tiến, như được trình bày chi tiết dưới đây:
1. Vật liệu mài mòn và đánh bóng
Đây là lĩnh vực ứng dụng kinh điển và phổ biến nhất.
Mài chính xác: Được sử dụng trong các vật liệu mài liên kết (bánh mài, đá mài) hoặc vật liệu mài phủ (giấy nhám, dây đai mài) để mài kim loại, hợp kim, gốm sứ và đá.
Mài và đánh bóng: Là chất mài mòn tự do ở dạng bùn để hoàn thiện bề mặt siêu chính xác của:
Các tấm bán dẫn: Silicon, sapphire và các vật liệu nền khác.
Các thành phần quang học: Thấu kính, gương.
Gốm kỹ thuật.
Cắt bằng dây: Được treo trong hỗn hợp bùn để sử dụng với máy cưa nhiều dây nhằm cắt các thỏi silicon, thạch anh và các vật liệu giòn khác.
2. Vật liệu chịu lửa và xưởng đúc
Một chất phụ gia quan trọng giúp nâng cao hiệu suất của vật liệu chịu nhiệt độ cao.
Gạch chịu lửa và vật liệu nguyên khối: Được thêm vào vật liệu chịu lửa gốc alumina, magnesia hoặc zirconia để cải thiện:
Khả năng chống sốc nhiệt
Khả năng chống mài mòn
Khả năng chống xỉ/ăn mòn
Được sử dụng trong lò cao, nồi nấu thép, lò nung xi măng và lò đốt rác.
Đúc: Được sử dụng làm chất tráng khuôn hoặc trong cát làm khuôn để đúc kim loại màu.
3. Vật liệu chống mài mòn và vật liệu composite
Được sử dụng như một pha gia cường để cải thiện đáng kể độ cứng và độ bền.
Kim loại gia cường: Được thêm vào nhôm (Al-SiC), magie hoặc các ma trận kim loại khác để tạo ra các vật liệu composite nhẹ, có độ bền cao và khả năng chống mài mòn, dùng cho các bộ phận ô tô (piston, đĩa phanh) và hàng không vũ trụ.
Gốm gia cường: Cải thiện độ bền và khả năng chịu sốc nhiệt của vật liệu composite gốm (ví dụ: Al₂O₃-SiC).
Lớp phủ chống mài mòn: Được tích hợp vào các lớp phủ phun nhiệt, lớp phủ gốc polymer hoặc tấm gốm dùng cho sàn công nghiệp, thiết bị khai thác mỏ, gioăng bơm và thiết bị tách ly tâm.
4. Gốm kỹ thuật cao cấp
Được sử dụng làm nguyên liệu chính hoặc chất trợ thiêu kết cho gốm SiC hiệu suất cao.
Các bộ phận cấu trúc: Được nung kết thành các bộ phận như gioăng, ổ bi, vòi phun và vòi phun khí nén, hoạt động trong điều kiện nhiệt độ, mài mòn và ăn mòn khắc nghiệt.
Vật liệu lò nung: Tấm, giá đỡ và thanh đỡ dùng để nung các loại gốm khác nhờ độ bền ở nhiệt độ cao và khả năng chống biến dạng dẻo.
5. Chất độn chức năng
Tận dụng các đặc tính nhiệt và vật lý của nó.
Vật liệu giao diện nhiệt: Được sử dụng làm chất độn có độ dẫn nhiệt cao trong mỡ bôi trơn, miếng đệm, chất kết dính và hợp chất đổ khuôn để làm mát thiết bị điện tử (LED, CPU, mô-đun nguồn).
Vật liệu composite polymer: Tăng cường khả năng dẫn nhiệt, độ cứng và khả năng chống mài mòn của nhựa và cao su.
Vật liệu composite dẫn điện: Có thể được sử dụng để điều chỉnh các đặc tính điện của vật liệu composite.
6. Các ứng dụng chuyên biệt khác
Hàng không vũ trụ & Quốc phòng: Sử dụng vật liệu composite cho giáp nhẹ hoặc các bộ phận trong môi trường chịu nhiệt cao.
Vật liệu chống trơn trượt: Dùng cho sàn công nghiệp, lớp phủ mặt sàn và các bề mặt chống trơn trượt.
Lọc: Được nung kết thành gốm xốp để lọc khí nóng hoặc kim loại nóng chảy.
Các ứng dụng phụ trợ: Dùng làm chất nổ hoặc trong sản xuất một số vật liệu ma sát.
Các yếu tố lựa chọn chính cho ứng dụng
Kích thước hạt/Phân bố kích thước hạt: Quyết định độ hoàn thiện bề mặt (hạt mịn hơn để đánh bóng, hạt thô hơn để mài).
Độ tinh khiết: Độ tinh khiết cao hơn (≥98,5%) là rất quan trọng đối với chất bán dẫn, thiết bị điện tử và gốm sứ tiên tiến.
Hình dạng hạt: Các hạt có góc cạnh thích hợp hơn cho quá trình mài mạnh; các hạt tròn hơn có thể cải thiện độ chảy của hỗn hợp mài và độ hoàn thiện bề mặt trong quá trình đánh bóng.
Xử lý hóa học: Lớp phủ bề mặt (ví dụ: silan) có thể cải thiện khả năng tương thích và phân tán trong ma trận polyme hoặc kim loại.