Cacbua silic đen (SiC) là vật liệu tổng hợp có độ cứng cao, khả năng chống mài mòn cao, khả năng chịu nhiệt độ cao và độ ổn định hóa học tuyệt vời. Nó chủ yếu được làm từ cát thạch anh, cốc dầu mỏ và các nguyên liệu thô khác được nấu chảy trong lò điện nhiệt độ cao. Nó có phạm vi sử dụng rộng rãi, bao gồm nhiều lĩnh vực công nghiệp. Sau đây là các ứng dụng chính:
—
1. Chất mài mòn và dụng cụ cắt
– Vật liệu mài mòn: Silic cacbua đen được sử dụng rộng rãi trong sản xuất bánh mài, giấy nhám, đầu mài, v.v. do độ cứng cao (độ cứng Mohs 9.2). Thích hợp để mài các vật liệu có độ bền thấp như thủy tinh, gốm sứ, đá và gang.
– Dụng cụ cắt: Là nguyên liệu thô cho đĩa cắt, được sử dụng trong chế biến đá, cắt kim loại và các lĩnh vực khác, đặc biệt thích hợp để cắt các vật liệu giòn.
—
2. Vật liệu chịu lửa
– Ứng dụng công nghiệp nhiệt độ cao: Khả năng chịu nhiệt độ cao của cacbua silic đen (điểm nóng chảy khoảng 2700℃) làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng cho lớp lót lò nung, gạch chịu lửa và vật đúc. Nó được sử dụng trong các thiết bị nhiệt độ cao trong luyện kim, gốm sứ, thủy tinh và các ngành công nghiệp khác.
– Chống ăn mòn: Hiệu suất tuyệt vời trong môi trường nhiệt độ cao và ăn mòn hóa học (như lò luyện thép).
—
3. Linh kiện chống mài mòn và chống va đập
– Linh kiện chống mài mòn công nghiệp: Dùng để sản xuất vòng đệm cơ khí, vòi phun cát, linh kiện bơm bùn, v.v., phù hợp với môi trường khắc nghiệt như khai thác mỏ và công nghiệp hóa chất.
– Vật liệu chống đạn: Do có độ cứng và khả năng chống va đập cao nên có thể kết hợp với các vật liệu khác để làm thiết bị bảo vệ.
| PHÂN TÍCH HÓA HỌC ĐIỂN HÌNH | TÍNH CHẤT VẬT LÝ ĐIỂN HÌNH | ||
| SiC | ≥98% | Độ cứng: | Mohs: 9,15 |
| SiO2 | ≤1% | Điểm nóng chảy: | Thăng hoa ở 2250 ℃ |
| H2O3 | ≤0,5% | Nhiệt độ dịch vụ tối đa: | 1900℃ |
| Fe2O3 | ≤0,3% | Trọng lượng riêng: | 3,2-3,45g/cm3 |
| FC | ≤0,3% | Khối lượng riêng (LPD): | 1,2-1,6g/cm3 |
| Nội dung từ tính | ≤0,02% | Màu sắc: | Đen |
| Hình dạng hạt: | Lục giác | ||
—
4. Lĩnh vực điện tử và bán dẫn
– Chất nền linh kiện điện tử: Mặc dù độ tinh khiết thấp hơn silicon carbide xanh, nhưng silicon carbide đen vẫn được sử dụng để sản xuất các bộ phận gia nhiệt điện (như thanh gia nhiệt điện trở), chất nền tản nhiệt bảng mạch, v.v.
– Vật liệu phụ trợ bán dẫn: Trong ngành công nghiệp quang điện, nó được sử dụng làm bùn mài mòn để cắt wafer silicon để cải thiện hiệu quả cắt.
—
5. Gốm sứ và vật liệu composite
– Vật liệu gia cường: Là chất phụ gia cho vật liệu composite gốc gốm hoặc kim loại, giúp cải thiện độ bền, khả năng chống mài mòn và khả năng chịu nhiệt độ cao của vật liệu và được sử dụng trong hàng không vũ trụ, má phanh ô tô, v.v.
—
6. Lĩnh vực bảo vệ hóa chất và môi trường
– Thiết bị chống ăn mòn: dùng cho lò phản ứng và lớp lót đường ống để chống ăn mòn axit và kiềm mạnh.
– Vật liệu lọc: dùng làm vật liệu lọc trong xử lý khí thải nhiệt độ cao, chẳng hạn như lõi lọc thu bụi.
—
7. Ứng dụng khác
– Chế tác đồ trang sức: dùng để cắt và đánh bóng đá quý.
– Vật liệu phủ: dùng làm lớp phủ chống mài mòn và chống ăn mòn trên bề mặt kim loại.
Sự khác biệt so với silicon carbide xanh:
Silicon carbide đen có độ tinh khiết thấp hơn (khoảng 95%-98%) và chi phí thấp hơn, phù hợp với các trường hợp yêu cầu độ tinh khiết thấp; silicon carbide xanh có độ tinh khiết cao hơn (≥99%) và độ cứng tốt hơn một chút, chủ yếu được sử dụng để gia công chính xác các loại carbide xi măng, chip bán dẫn, v.v.
Tóm lại, silicon carbide đen đóng vai trò quan trọng trong sản xuất công nghiệp, vật liệu mới, năng lượng và các lĩnh vực khác nhờ những tính chất độc đáo của nó và là vật liệu chính để cải thiện hiệu quả và độ bền.
Phân bố kích thước cacbua silic đen
| Chỉ định Grit | Đường kính trung bình tính bằng um |
| F12 | 1765 |
| F14 | 1470 |
| F16 | 1230 |
| F20 | 1040 |
| F22 | 885 |
| F24 | 745 |
| F30 | 625 |
| F36 | 525 |
| F40 | 438 |
| F46 | 370 |
| F54 | 310 |
| F60 | 260 |
| F70 | 218 |
| F80 | 185 |
| F90 | 154 |
| F100 | 129 |
| F120 | 109 |
| F150 | 82 |
| F180 | 69 |
| F220 | 58 |
| Kích thước hạt JIS | D0(Micron) | D3 (Micron) | D50 (Micron) | D94 (Micron) |
| #240 | ≤ 127 | ≤ 103 | 57,0±3,0 | ≥ 40 |
| #280 | ≤ 112 | ≤ 87 | 48,0±3,0 | ≥ 33 |
| #320 | ≤ 98 | ≤ 74 | 40,0±2,5 | ≥ 27 |
| #360 | ≤ 86 | ≤ 66 | 35,0±2,0 | ≥ 23 |
| #400 | ≤ 75 | ≤ 58 | 30,0±2,0 | ≥ 20 |
| #500 | ≤ 63 | ≤ 50 | 25,0±2,0 | ≥ 16 |
| #600 | ≤ 53 | ≤ 41 | 20,0±1,5 | ≥ 13 |
| #700 | ≤ 45 | ≤ 37 | 17,0±1,5 | ≥ 11 |
| #800 | ≤ 38 | ≤ 31 | 14,0±1,0 | ≥ 9.0 |
| #1000 | ≤ 32 | ≤ 27 | 11,5.±1,0 | ≥ 7.0 |
| #1200 | ≤ 27 | ≤ 23 | 9,5±0,8 | ≥ 5,5 |
| #1500 | ≤ 23 | ≤ 20 | 8,0±0,6 | ≥ 4,5 |
| #2000 | ≤ 19 | ≤ 17 | 6,7±0,6 | ≥ 4.0 |
| #2500 | ≤ 16 | ≤ 14 | 5,5±0,5 | ≥ 3.0 |
| #3000 | ≤ 13 | ≤ 11 | 4,0±0,5 | ≥ 2.0 |
| #4000 | ≤ 11 | ≤ 8.0 | 3,0±0,4 | ≥ 1,8 |