Бүтээгдэхүүний товч тодорхойлолт:
Цахиурлан карбидын цагиргууд нь өндөр хатуужил, өндөр температурт тэсвэртэй (өндөр температурт орчинд тогтвортой ажиллах чадвартай), изнаслын эсэргүүцэл, коррозийн эсэргүүцэл гэх мэт цахиурлан карбидын тэсрэх чанаруудыг сайн эзэмшдэг. Ийм цагиргуудыг механик боолтын систем, шилдэг чиглүүрүүд зэрэг салбаруудад өргөнөөр ашигладаг бөгөөд нарийн нөхцөлд тоног төхөөрөмжийн боолтын найдвартай байдлыг болон ажиллах хугацааг хангана.
Бүтээгдэхүүний тодорхойлолт:
Цахицай карбидын керамик материал нь өндөр нугалалтын бат бөх чанар, давуу исэлдэх эсэргүүцэл, сайн коррозийн тэсвэрт чанар, өндөр элэгдэл тэсвэрт чанар болон бага үрэлтийн коэффициент зэрэг ямар ч их температуртай орчинд тогтвортой шинж чанартай байдаг. Мөн тэдгээрийн өндөр температур дахь механик шинж чанар (бат бөх чанар, ползух эсэргүүцэл гэх мэт) нь мэдэгдэж буй бүх керамик материалаас хамгийн илүү давуу талтай юм. Халуун даралтанд шахаж шахалтаар, даралтгүй шахалтаар болон халуун изостатик шахалтаар гарган авсан цахицай карбидын материалыг 1600°C хүртэлх температурт тогтвортой байлгаж чаддаг тул керамик материалаас хамгийн сайн өндөр температур дахь бат бөх чанартай материал юм. Бүх исэлдүүгүй керамик материалаас тэдгээрийн исэлдэх эсэргүүцэл ч бас маш сайн байдаг.
Цахиур карбидын анхны хэрэглээ нь түүний өндөр хатуу чанар байв. Үүнээс янз бүрийн засалтын дугуй, шкурка, элсэн цаас болон засалт, полировкийн зориулалтаар өргөн хэрэглэдэг жижиг хэсгүүдийг үйлдвэрлэж болох тул механик боловсруулалтын үйлдвэрт өргөнөөр ашигладаг. Дараа нь цахиур карбидыг ган хайлуулахад ангижруулагч болон халаалтын элемент болгон ашиглах боломжийг олж, ийнхүү цахиур карбидын хурдан хөгжилд сүртэй нөлөө үзүүлсэн.
Цахиур карбидаар хийсэн керамик бүтээгдэхүүнүүдийг нефть, химийн үйлдвэр, микроэлектроник, автомашин, нисэх онгоц, огторгуй, авиаци, цаас үйлдвэрлэлт, лазер, уурхай, цөмийн энерги гэх мэт олон салбарт өргөнөөр хэрэглэдэг. Цахиур карбидыг өндөр температуртай үед ашигладаг дохиур, сум тусаас хамгаалах хавтан, зуурас, өндөр температурт коррозитой тэсвэртэй деталууд болон өндөр температур, өндөр давтамжийн электрон төхөөрөмжийн хэсэгт өргөнөөр ашиглаж байна.
Силикон карбидын цагаан тугалд, силикон карбидын шилэн материалтай холбоотой төхөөрөмжийн төрлийн бүрэлдэхүүн хэсэг болох нь силикон карбидын материалын онцгой гоц чанарыг бүрэн удамших ёстой. Тэд маш өндөр бүтцийн хатуулаг, бат бөх чанартай байдаг тул хүнд механик ачаалал болон гадны нөлөөллийн эсрэг тэсвэртэй байж, хэлбэрээ удаан хугацаанд хадгалж чаддаг. Тэдний износоор тэсвэрт чанар дээд түвшинд хүрч, эргэлтийн болон хойшлогдох хөдөлгөөний үеийн мэдээллийн мэдрэгч газруудад тасралтгүй үрэлтэнд орох үед энгийн металл эсвэл шилэн цагаан тугалдынхаас илүү бага хэмжээний износ үзүүлж, ашиглалтын хугацаа нь ихээр сунаж, үйлдвэрлэлийн зардал буурдаг. Тэд өндөр температурт ажиллах чадвараараа онцлогтой бөгөөд 1200°C эсвэл түүнээс дээш температуртай орчинд удаан хугацаагаар тогтвортой ажиллах чадвартай. Мөн тэдэнд гайхалтай термик шокийн эсэргүүцэл бий бөгөөд өндөр температуртай тоног төхөөрөмжийн асаалт, унтраалтын явц зэрэг температур хурдан өөрчлөгдөх нөхцөлд ч чичирхийлэл эсвэл термик хүчний улмаас хагарах, хугарах нь ховор. Мөн тэдний химийн идэвхитэй орчинд тэсвэрт чанар маш сайн бөгөөд хүчил, шүлт, давсны уусмал, мөн янз бүрийн органик идэвхитэй бодисын эсрэг тэсвэртэй байдаг. Иймд хүнд химийн идэвхитэй орчинд удаан хугацаагаар найдвартай ажиллаж чаддаг. Үүнээс гадна тэдэнд сайн дулаан дамжуулах чадвар, исэлдэхээс хамгаалах чанар бас байдаг бөгөөд өндөр дулаан шилжүүлэх үр дүнтэй бөгөөд өндөр температурт исэлдэж, гажилт үүсэхэд хялбар байдаг.
Хэрэглээний салбараар нь үзэхэд цахиур карбидын цагираг нь олон тусгай промышлен газарт өргөн хэрэглэгддэг. Механик таглах салбарт эдгээр нь шилдэг механик таглах төхөөрөмжийн гол бүрдэл хэсэг бөгөөд шатахууны, химийн үйлдвэрийн насосны таглах, цөмийн цахилгаан станцын хөргөлтийн системийн дамжуулах насос, нисэх онгоцны хөдөлгүүрийн таглах ажиллагаанд өргөнөөр ашиглагддаг. Жишээлбэл, хүчтэй хурц, их температур, өндөр даралттай орчин (жишээ нь хүчтэй хүчилтөрөгчийн уусмал ба халаасан хайлш) дахь шингэн тээвэрлэх үед цахиур карбидын цагирагийг хөдөлгөөнт эсвэл хөдөлгөөнгүй цагираг болгон ашиглан найдвартай таглах боломжийг олгох бөгөөд шингэний хуралтаас сэргийлж, тоног төхөөрөмжийн аюулгүй, үр дүнтэй ажиллагааг хангана. Тээвэрлэлт, өргөлт-буулгалтын салбарт цахиур карбидын цагирагийг өндөр температур, өндөр хурдтай өргөгчийн бөмбөлөг эсвэл хайрцгийн элемент болгон ашигладаг бөгөөд металлурги, нисэх онгоцны хөдөлгүүрт зориулсан өндөр температуртай өргөгчид тохиромжтой. Цөөн үрэлт, элэгдэлд тэсвэртэй чанараараа өргөгчийн үрэлтийг бууруулж, дамжуулалтын үр дүнтэй ажиллагааг сайжруулж, үйлчилгээний хугацааг уртасгадаг. Хагас дамжуулагч, микро электроник салбарт цахиур карбидын хагас дамжуулагч шинж чанар, өндөр температур, цацрагийн туяаны эсрэг тэсвэрт чадварын давуу талыг ашиглан цахиур карбидын цагирагийг цахиур ялтсыг үйлдвэрлэх үеийн өндөр температуртай тоног төхөөрөмжийн чухал бүтцийн хэсэг болох жижиг цагирагт ашиглаж болно. Эдгээр нь өндөр температуртай технологийн орчинд (жишээ нь эпитаксиаль өсөлт, ионыг нэвтрүүлэх гэх мэт) бүтцийн тогтвортой байдлыг хадгалж, цахиур ялтсыг бохирдуулахгүй байх боломжийг олгох бөгөөд чип үйлдвэрлэлийн нарийвчлал, гарцыг хангана. Шинэ энергийн салбарт, жишээ нь устөрөгчийн энергийн тоног төхөөрөмжийн өндөр даралттай таглах холбоосонд цахиур карбидын цагираг нь өндөр даралттай устөрөгчийн коррозийг, хурдан урсгалын цохилтыг тэсвэрлэн, устөрөгчийн түлшний элементийн систем, устөрөгчийн хадгалалт, тээвэрлэлтийн тоног төхөөрөмжийн таглах найдвартай байдлыг хангаж өгдөг. Газрын доорхийн машин механизм, цаасны үйлдвэрийн өндөр температуртай хуурайшуулах роллерийн таглах цагирагийн зэрэг нэмэлт хэрэглээнд цахиур карбидын цагираг нь элэгдэл, халуунд тэсвэртэй чанараараа уламжлалт материалыг орлох, тоног төхөөрөмжийн үйлчилгээг сайжруулахад чухал сонголт болсон.
Бүтээгдэхүүний давуу талын хувьд цахиур карбидын цагираг нь тоног төхөөрөмжийн найдвартай байдлыг болон ажиллах хугацааг анхдомтой сайжруулж чадна. Тэдгээрийн онцгой элэгдэл-тэсвэрт чанар, коррозийн эсрэг тэсвэрт чанар, өндөр температурын тэсвэрт чанар нь тоног төхөөрөмжийн гэмтэл, зогсолтыг багасгаж, шахалт ба дамжуулалтанд илүү их хамааралгүй болгох бөгөөд засвар үйлчилгээний зардлыг бууруулна. Хоёрдахь нь, тэдгээрийн экстрем хорео цахилгаан орчинд дасан зохицох чадвар маш өндөр байдаг тул өндөр температур, хүчтэй корроз, их хэмжээний элэгдэл бүхий нөхцөлд ажиллах үед харьцангуй хялбар металл цагиргууд (хурдан исэлдэж, өндөр температурт хангалттай хатуу бус) болон ердийн керамик цагиргууд (дулааны шокод муу тэсвэртэй, их хэмжээний хүчтэй бус) -ийн хэрэглээний хоцрогдлыг нөхөж, илүү хүнд нөхцөлд ажиллах чиглэлд чиглэсэн шилдэг тоног төхөөрөмжийн хөгжлийн материаллаг суурийг бий болгодог. Мөн тэдгээрийн бага үрэлтийн коэффициент нь энерги алдагдлыг бууруулж, сайн дулаан дамжуулах чадвар нь тоног төхөөрөмжийн дулаан удирдлага (жишээ нь, шахалтын холбоосоор үүсэх үрэлтийн дулааныг цаг алдалгүй гаргах замаар орон нутгийн хэт халахыг сааруулах) -д тусалж, системийн нийт энергийн үр ашгийг сайжруулдаг. Гэх мэтчилэн, шилдэг салбаруудад техник хангамжийн үүрэг нь маш том бөгөөд цахиур карбидын цагиргууд цахиур карбидын хагас дамжуулагч шинж чанар, бүтцийн шинж чанарын нэгдэлд тулгуурлан цахиур, нисэх онгоцны шиг шилдэг салбаруудад бүтцийн дэмжлэг, шахалт хамгаалалт, хэсэгчилэн цахилгаан шинж чанарын шаардлагыг хангаж, холбогдох тоног төхөөрөмжийн жижиг хэмжээний, өндөр интеграц, өндөр найдвартай чиглэлд хөгжихэд тусалдаг.
Үйлдвэрлэлийн технологийн хувьд цахиур карбидын цагирагууд нь ихэвчлэн нарийн шинж чанартай спеклений ба боловсруулалтын технологийг ашигладаг. Эхлээд халуун даралтанд спекленэ, урвалын спеклэлт эсвэл халуун изостатик даралтанд спеклэлт зэрэг арга замаар цахиур карбидын порошкоос загвар гарган авдаг. Дараа нь өндөр нарийвчлалтай савалга, түрхэлт эсвэл лазерын боловсруулалтыг ашиглан цагиргийн хэмжээний нарийвчлал (жишээ нь, бөмбөлөг хэлбэр, зэрэгцээ чанар, гадаргуугийн шерхэрхэг байдал) нарийвчлалтай хийх, өндөр хурдны дамжуулалт болон бусад нөхцөлд хатуу тусгаарлалтын шаардлагыг хангасан түвшинд хүрдэг. Зарим өндөр түвшний цахиур карбидын цагируудад гадаргуугийн сайжруулах боловсруулалт (жишээ нь, давхаргын бат бэхжүүлэлт, ион нэвтрүүлэлт) хийж, тэдгээрийн элэгдэл-тэсвэрт чанар, коррозитой тэсвэрт чанар эсвэл цахилгаан шинж чанарыг илүү сайжруулж, хэрэглээний хязгаарыг өргөжүүлдэг. Үйлдвэрлэлийн технологийн шинэчлэлттэй цуг цахиур карбидын цагируудын бэлтгэлийн процесс тасралтгүй сайжирч байна. Энэ нь илүү том хэмжээтэй, илүү нарийн бүтэц бүхий цагируудыг үйлдвэрлэхээс гадна, гүйцэтгэлийн нягт уялдаа, зардлын хяналт хоёрын хооронд тэнцвэрийг бий болгох боломжийг олгодог бөгөөд илүү өргөн салбарт түгээн хэрэглэх суурь болдог.
Бүтээгдэхүүний параметрүүдийн хүснэгт
| Зүйл |
Нэгж |
Даралтгүй шахмал цахиур карбид (SSIC) |
Урвалын нэгдэлтэй цахиур карбид (RBSiC/SiSiC) |
Ахин талстжуулсан цахиур карбид (RSIC) |
| Хэрэглээний хамгийн их температур |
℃ |
1600 |
1380 |
1650 |
| Нэмцтэй |
г/cm³ |
> 3.1 |
> 3.02 |
> 2.6 |
| Нээлттэй нүхсүү |
% |
< 0.1 |
< 0.1 |
15% |
| Нугалах хүч |
Мпа |
> 400 |
250(20℃) |
90-100(20℃) |
|
Мпа |
|
280(1200℃) |
100-120 (1100℃) |
| Уян хатан чанарын модуль |
GPa |
420 |
330(20℃) |
240 |
|
GPa |
|
300 (1200℃) |
|
| Дулааны дамжуулалт |
Вт/м·К |
74 |
45(1200℃) |
24 |
| Халуунд тэсвэрлэх коэффициент |
К⁻¹×10⁻⁶ |
4.1 |
4.5 |
4.8 |
| Виккерсийн хатуулаг HV |
GPa |
22 |
20 |
|
| Хүчил шүлтэнд тэсвэлтэй |
|
сайн чанар |
сайн чанар |
сайн чанар |
EN
