काळ्या सिलिकॉन कार्बाइडचे उत्पादन परिचय आणि वापर
काळा सिलिकॉन कार्बाइड(संक्षिप्त रूपात ब्लॅक सिलिकॉन कार्बाइड) ही एक कृत्रिम नॉन-मेटॅलिक सामग्री आहे जी क्वार्ट्ज वाळू आणि पेट्रोलियम कोकपासून बनवली जाते आणि मुख्य कच्चा माल म्हणून वापरली जाते आणि प्रतिरोधक भट्टीत उच्च तापमानाला वितळवली जाते. त्यात काळा-राखाडी किंवा गडद काळा रंग, अत्यंत उच्च कडकपणा, चांगली थर्मल चालकता आणि रासायनिक स्थिरता आहे. हा एक उत्कृष्ट औद्योगिक कच्चा माल आहे आणि तो अॅब्रेसिव्ह, रेफ्रेक्ट्री मटेरियल, धातूशास्त्र, सिरेमिक्स, इलेक्ट्रॉनिक्स आणि इतर क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो.
Ⅰ. काळ्या सिलिकॉन कार्बाइडची कार्यक्षमता वैशिष्ट्ये
मोह्स कडकपणाकाळा सिलिकॉन कार्बाइडहे ९.२ इतके उच्च आहे, जे हिरे आणि क्यूबिक बोरॉन नायट्राइड नंतर दुसऱ्या क्रमांकावर आहे, आणि त्यात अत्यंत मजबूत पोशाख प्रतिरोध आणि प्रभाव प्रतिरोधकता आहे. त्याचा वितळण्याचा बिंदू सुमारे २७००°C आहे, आणि तो उच्च तापमानाच्या वातावरणात संरचनात्मक स्थिरता राखू शकतो आणि विघटन करणे किंवा विकृत करणे सोपे नाही. याव्यतिरिक्त, त्यात चांगली थर्मल चालकता आणि कमी थर्मल विस्तार गुणांक आहे, आणि तरीही उच्च तापमान आणि उच्च दाब परिस्थितीत उत्कृष्ट थर्मल शॉक स्थिरता दर्शवितो.
रासायनिक गुणधर्मांच्या बाबतीत, काळ्या सिलिकॉन कार्बाइडमध्ये आम्ल आणि अल्कलीस चांगला गंज प्रतिकार असतो आणि तो विशेषतः कठोर वातावरणात औद्योगिक वापरासाठी योग्य असतो. त्याची उच्च चालकता विशिष्ट विद्युत तापवण्याच्या सामग्री आणि अर्धवाहक क्षेत्रांसाठी पर्यायी सामग्री देखील बनवते.
Ⅱ. मुख्य उत्पादन फॉर्म आणि तपशील
वेगवेगळ्या कणांच्या आकार आणि वापरानुसार ब्लॅक सिलिकॉन कार्बाइड विविध स्वरूपात बनवता येते:
ब्लॉक मटेरियल: वितळल्यानंतर मोठे क्रिस्टल्स, बहुतेकदा पुनर्प्रक्रियेसाठी किंवा धातूविज्ञानाच्या पदार्थ म्हणून वापरले जातात;
दाणेदार वाळू (F वाळू/P वाळू): ग्राइंडिंग व्हील्स, सँडब्लास्टिंग अॅब्रेसिव्ह, सॅंडपेपर इत्यादी बनवण्यासाठी वापरली जाते;
सूक्ष्म पावडर (डब्ल्यू, डी मालिका): अल्ट्रा-प्रिसिजन ग्राइंडिंग, पॉलिशिंग, सिरेमिक सिंटरिंग इत्यादींसाठी वापरली जाते;
नॅनो-लेव्हल मायक्रो पावडर: उच्च दर्जाचे इलेक्ट्रॉनिक सिरेमिक्स, थर्मल कंडक्टिव्ह कंपोझिट मटेरियल इत्यादींसाठी वापरले जाते.
कणांचा आकार F16 ते F1200 पर्यंत असतो आणि सूक्ष्म पावडरचा कण आकार नॅनोमीटर पातळीपर्यंत पोहोचू शकतो, जो वेगवेगळ्या अनुप्रयोग क्षेत्रांच्या तांत्रिक आवश्यकतांनुसार सानुकूलित केला जाऊ शकतो.
Ⅲ. काळ्या सिलिकॉन कार्बाइडचे मुख्य वापर क्षेत्रे
1. अपघर्षक आणि दळण्याची साधने
ब्लॅक सिलिकॉन कार्बाइडचे सर्वात पारंपारिक आणि सर्वाधिक वापरले जाणारे अॅब्रेसिव्ह हे क्षेत्र आहेत. त्याच्या उच्च कडकपणा आणि स्वयं-धारदार गुणधर्मांचा फायदा घेऊन, ब्लॅक सिलिकॉन कार्बाइडचा वापर विविध अॅब्रेसिव्ह उत्पादने तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो, जसे की ग्राइंडिंग व्हील्स, कटिंग डिस्क, सॅंडपेपर, ग्राइंडिंग हेड्स, ग्राइंडिंग पेस्ट इत्यादी, जे कास्ट आयर्न, स्टील, नॉन-फेरस धातू, सिरॅमिक्स, काच, क्वार्ट्ज आणि सिमेंट उत्पादने यासारख्या सामग्री पीसण्यासाठी आणि प्रक्रिया करण्यासाठी योग्य आहेत.
त्याचे फायदे म्हणजे जलद पीसण्याची गती, सहज अडकणे नाही आणि उच्च प्रक्रिया कार्यक्षमता. धातू प्रक्रिया, यंत्रसामग्री उत्पादन, इमारत सजावट आणि इतर उद्योगांमध्ये याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.
2. रेफ्रेक्ट्री मटेरियल
उच्च तापमान स्थिरता आणि गंज प्रतिकारशक्तीमुळे, काळ्या सिलिकॉन कार्बाइडचा वापर उच्च-तापमानाच्या रेफ्रेक्ट्री मटेरियलच्या क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. ते सिलिकॉन कार्बाइड विटा, फर्नेस लाइनिंग, क्रूसिबल, थर्मोकपल प्रोटेक्शन ट्यूब, भट्टीची साधने, नोझल, ट्युएरे विटा इत्यादींमध्ये बनवता येते आणि धातूशास्त्र, नॉन-फेरस धातू, वीज, काच, सिमेंट इत्यादी उच्च-तापमान उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते, जेणेकरून उपकरणांचे आयुष्य वाढेल आणि ऑपरेशन सुरक्षितता सुधारेल.
याव्यतिरिक्त, सिलिकॉन कार्बाइड पदार्थांमध्ये उच्च-तापमानाच्या ऑक्सिडायझिंग वातावरणात चांगले अँटिऑक्सिडंट गुणधर्म असतात आणि ते हॉट ब्लास्ट फर्नेस, ब्लास्ट फर्नेस आणि इतर उपकरणांच्या प्रमुख भागांमध्ये वापरण्यासाठी योग्य असतात.
3. धातू उद्योग
स्टीलमेकिंग आणि कास्टिंग सारख्या धातूविज्ञान प्रक्रियेत, काळ्या सिलिकॉन कार्बाइडचा वापर डीऑक्सिडायझर, वार्मिंग एजंट आणि रिकार्बरायझर म्हणून केला जाऊ शकतो. उच्च कार्बन सामग्री आणि जलद उष्णता सोडण्यामुळे, ते प्रभावीपणे वितळण्याची कार्यक्षमता सुधारू शकते आणि वितळलेल्या स्टीलची गुणवत्ता सुधारू शकते. त्याच वेळी, ते वितळण्याच्या प्रक्रियेतील अशुद्धतेचे प्रमाण देखील कमी करू शकते आणि वितळलेल्या स्टीलच्या शुद्धीकरणात भूमिका बजावू शकते.
काही स्टील मिल्स कास्ट आयर्न आणि डक्टाइल आयर्नच्या वितळणीमध्ये रचना समायोजित करण्यासाठी सिलिकॉन कार्बाइडचे विशिष्ट प्रमाण देखील जोडतात जेणेकरून खर्च वाचेल आणि कास्टिंगची कार्यक्षमता सुधारेल.
4. सिरेमिक आणि इलेक्ट्रॉनिक साहित्य
ब्लॅक सिलिकॉन कार्बाइड हे फंक्शनल सिरेमिक्ससाठी एक महत्त्वाचा कच्चा माल आहे. याचा वापर स्ट्रक्चरल सिरेमिक्स, वेअर-रेझिस्टंट सिरेमिक्स, थर्मल कंडक्टिव्ह सिरेमिक्स इत्यादी तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो आणि इलेक्ट्रॉनिक्स, रासायनिक उद्योग, यंत्रसामग्री इत्यादी क्षेत्रात व्यापक शक्यता आहेत. यात उत्कृष्ट थर्मल चालकता आहे, ज्याची थर्मल चालकता १२० W/m·K पर्यंत आहे आणि बहुतेकदा थर्मल चालकता उष्णता विसर्जन सामग्री, थर्मल इंटरफेस सामग्री आणि LED उष्णता विसर्जन घटकांमध्ये वापरली जाते.
याव्यतिरिक्त, सिलिकॉन कार्बाइड हळूहळू पॉवर सेमीकंडक्टरच्या क्षेत्रात प्रवेश करत आहे आणि उच्च-तापमान आणि उच्च-व्होल्टेज उपकरणांसाठी मूलभूत सामग्री बनले आहे. जरी काळ्या सिलिकॉन कार्बाइडची शुद्धता हिरव्या सिलिकॉन कार्बाइडपेक्षा थोडी कमी असली तरी, ती काही मध्यम आणि कमी-व्होल्टेज इलेक्ट्रॉनिक उत्पादनांमध्ये देखील वापरली जाते.
५. फोटोव्होल्टेइक आणि नवीन ऊर्जा उद्योग
फोटोव्होल्टेइक उद्योगात सिलिकॉन वेफर्स कापण्यासाठी ब्लॅक सिलिकॉन कार्बाइड पावडरचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. डायमंड वायर कापण्याच्या प्रक्रियेत अपघर्षक म्हणून, त्याचे उच्च कडकपणा, मजबूतपणाचे फायदे आहेत.कटिंगताकद, कमी नुकसान आणि गुळगुळीत कटिंग पृष्ठभाग, जे सिलिकॉन वेफर्सची कटिंग कार्यक्षमता आणि उत्पन्न सुधारण्यास आणि वेफर लॉस रेट आणि उत्पादन खर्च कमी करण्यास मदत करते.
नवीन ऊर्जा आणि नवीन भौतिक तंत्रज्ञानाच्या सतत विकासासह, लिथियम बॅटरी निगेटिव्ह इलेक्ट्रोड अॅडिटीव्हज आणि सिरेमिक मेम्ब्रेन कॅरियर्स सारख्या उदयोन्मुख क्षेत्रांसाठी सिलिकॉन कार्बाइड देखील विकसित केले जात आहे.
Ⅳ. सारांश आणि दृष्टिकोन
ब्लॅक सिलिकॉन कार्बाइड त्याच्या उत्कृष्ट यांत्रिक, थर्मल आणि रासायनिक गुणधर्मांसह अनेक औद्योगिक क्षेत्रात एक अपूरणीय भूमिका बजावते. उत्पादन तंत्रज्ञानाच्या सतत प्रगतीसह, उत्पादन कण आकार नियंत्रण, शुद्धता शुद्धीकरण आणि अनुप्रयोग क्षेत्रांच्या सतत विस्तारासह, ब्लॅक सिलिकॉन कार्बाइड उच्च कार्यक्षमता आणि अचूकतेकडे विकसित होत आहे.
भविष्यात, नवीन ऊर्जा, इलेक्ट्रॉनिक सिरेमिक्स, उच्च दर्जाच्या उद्योगांच्या वेगाने वाढ होत असतानापीसणे आणि बुद्धिमान उत्पादन, ब्लॅक सिलिकॉन कार्बाइड उच्च-स्तरीय उत्पादन क्षेत्रात वाढत्या प्रमाणात महत्त्वाची भूमिका बजावेल आणि प्रगत मटेरियल तंत्रज्ञान प्रणालीचा एक मुख्य घटक बनेल.