Хар цахиурын карбидын бүтээгдэхүүний танилцуулга ба хэрэглээ
Хар цахиурын карбид(товчлолоор хар цахиурын карбид) нь кварцын элс болон газрын тосны коксыг гол түүхий эд болгон ашиглаж, эсэргүүцлийн зууханд өндөр температурт хайлуулдаг хиймэл металл бус материал юм. Энэ нь хар саарал эсвэл бараан хар өнгөтэй, маш өндөр хатуулагтай, сайн дулаан дамжуулалттай, химийн тогтвортой байдаг. Энэ нь маш сайн үйлдвэрлэлийн түүхий эд бөгөөд зүлгүүр, галд тэсвэртэй материал, металлурги, керамик, электроник болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг.
I. Хар цахиурын карбидын гүйцэтгэлийн шинж чанар
Мохсын хатуулагхар цахиурын карбид9.2 хүртэл өндөр, алмааз болон куб борын нитридийн дараа хоёрдугаарт ордог бөгөөд маш хүчтэй элэгдэлд тэсвэртэй, цохилтод тэсвэртэй. Хайлах цэг нь ойролцоогоор 2700°C бөгөөд өндөр температурын орчинд бүтцийн тогтвортой байдлыг хадгалж чаддаг бөгөөд задрах, деформацид ороход хялбар биш юм. Үүнээс гадна, энэ нь сайн дулаан дамжуулалттай, дулааны тэлэлтийн коэффициент багатай бөгөөд өндөр температур, өндөр даралтын нөхцөлд маш сайн дулааны цочролын тогтвортой байдлыг харуулсаар байна.
Химийн шинж чанарын хувьд хар цахиурын карбид нь хүчил ба шүлтэд зэврэлтэнд сайн тэсвэртэй бөгөөд ялангуяа хатуу ширүүн орчинд үйлдвэрлэлийн зориулалтаар ашиглахад тохиромжтой. Өндөр цахилгаан дамжуулах чанар нь зарим цахилгаан халаалтын материал болон хагас дамжуулагч талбайн хувьд өөр материал болгодог.
2. Бүтээгдэхүүний үндсэн хэлбэр ба техникийн үзүүлэлтүүд
Хар цахиурын карбидыг янз бүрийн хэмжээтэй болон хэрэглээний дагуу янз бүрийн хэлбэрээр хийж болно:
Блок материал: хайлуулсны дараа том талстууд, ихэвчлэн дахин боловсруулах эсвэл металлургийн нэмэлт болгон ашигладаг;
Мөхлөг элс (F элс/P элс): нунтаглах дугуй, элс цацах зүлгүүр, зүлгүүр гэх мэт хийхэд ашигладаг;
Микро нунтаг (W, D цуврал): хэт нарийн нунтаглах, өнгөлөх, керамик хайлуулах гэх мэтэд ашигладаг;
Нано түвшний бичил нунтаг: өндөр зэрэглэлийн электрон керамик, дулаан дамжуулагч нийлмэл материал гэх мэтэд ашигладаг.
Бөөмийн хэмжээ нь F16-аас F1200 хооронд хэлбэлздэг бөгөөд бичил нунтагны бөөмийн хэмжээ нь нанометрийн түвшинд хүрч болох бөгөөд үүнийг янз бүрийн хэрэглээний талбайн техникийн шаардлагын дагуу өөрчилж болно.
3. Хар цахиурын карбидын үндсэн хэрэглээний чиглэлүүд
1. Зүлгүүрийн болон нунтаглах хэрэгсэл
Зүлгүүр нь хар цахиурын карбидын хамгийн уламжлалт бөгөөд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг хэрэглээний салбар юм. Өндөр хатуулаг, өөрөө ирлэх шинж чанараараа хар цахиурын карбидыг ашиглан нунтаглах дугуй, зүсэх диск, зүлгүүр, нунтаглах толгой, нунтаглах зуурмаг гэх мэт янз бүрийн зүлгүүрийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашиглаж болох бөгөөд эдгээр нь цутгамал төмөр, ган, төмөрлөг бус металл, керамик, шил, кварц, цементийн бүтээгдэхүүн зэрэг материалыг нунтаглах, боловсруулахад тохиромжтой.
Үүний давуу талууд нь хурдан нунтаглах хурд, бөглөрөхөд хялбар биш, өндөр боловсруулалтын үр ашиг юм. Үүнийг металл боловсруулах, машин механизмын үйлдвэрлэл, барилгын чимэглэл болон бусад салбарт өргөн ашигладаг.
2. Галд тэсвэртэй материал
Хар цахиурын карбид нь өндөр температурт тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй тул өндөр температурт тэсвэртэй материалын салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Үүнийг цахиурын карбидын тоосго, зуухны доторлогоо, тигель, термопар хамгаалалтын хоолой, зуухны багаж хэрэгсэл, цорго, фурнир тоосго гэх мэт болгон хийж болох бөгөөд металлурги, өнгөт бус металл, цахилгаан, шил, цемент гэх мэт өндөр температурт тэсвэртэй үйлдвэрүүдэд тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг уртасгах, ашиглалтын аюулгүй байдлыг сайжруулахад өргөн хэрэглэгддэг.
Үүнээс гадна, цахиурын карбидын материалууд нь өндөр температурт исэлдүүлэгч агаар мандалд сайн антиоксидант шинж чанартай бөгөөд халуун тэсэлгээний зуух, тэсэлгээний зуух болон бусад тоног төхөөрөмжийн гол хэсгүүдэд ашиглахад тохиромжтой.
3. Металлургийн үйлдвэрлэл
Ган хайлуулах, цутгах зэрэг металлургийн процесст хар цахиурын карбидыг исэлдүүлэгч, дулаацуулагч, нүүрстөрөгчийн дахин боловсруулагч болгон ашиглаж болно. Нүүрстөрөгчийн өндөр агууламжтай, хурдан дулаан ялгаруулдаг тул хайлуулах үр ашгийг үр дүнтэй сайжруулж, хайлсан гангийн чанарыг сайжруулж чадна. Үүний зэрэгцээ хайлуулах процесс дахь хольцын агууламжийг бууруулж, хайлсан ганг цэвэршүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Зарим гангийн үйлдвэрүүд цутгамал төмөр болон уян хатан төмрийг хайлуулах явцад найрлагыг тохируулахын тулд тодорхой хэмжээний цахиурын карбид нэмдэг бөгөөд энэ нь зардлыг хэмнэж, цутгамалын гүйцэтгэлийг сайжруулдаг.
4. Керамик болон электрон материалууд
Хар цахиурын карбид нь мөн функциональ керамикийн чухал түүхий эд юм. Үүнийг бүтцийн керамик, элэгдэлд тэсвэртэй керамик, дулаан дамжуулагч керамик гэх мэтийг бэлтгэхэд ашиглаж болох бөгөөд электроник, химийн үйлдвэр, машин механизм гэх мэт салбарт өргөн хүрээтэй хэрэглээтэй. Энэ нь маш сайн дулаан дамжуулалттай бөгөөд 120 Вт/м·К хүртэл дулаан дамжуулалттай бөгөөд ихэвчлэн дулаан дамжуулагч дулаан дамжуулагч материал, дулааны интерфэйсийн материал, LED дулаан дамжуулагч эд ангиудад ашиглагддаг.
Үүнээс гадна, цахиурын карбид нь цахилгаан хагас дамжуулагчийн салбарт аажмаар нэвтэрч, өндөр температур болон өндөр хүчдэлийн төхөөрөмжүүдийн үндсэн материал болсон. Хар цахиурын карбидын цэвэршилт нь ногоон цахиурын карбидоос арай бага боловч зарим дунд болон бага хүчдэлийн электрон бүтээгдэхүүнд ашиглагддаг.
5. Фотоволтайк болон шинэ эрчим хүчний салбарууд
Хар цахиурын карбидын нунтаг нь фотоволтайкийн үйлдвэрт цахиурын вафли огтлоход өргөн хэрэглэгддэг. Алмазан утас хайчлах процесст зүлгүүрийн хувьд өндөр хатуулаг, бат бөх зэрэг давуу талуудтай.огтлоххүч чадал, бага алдагдал, гөлгөр зүсэх гадаргуу нь цахиурын хавтангийн зүсэлтийн үр ашиг, гарцыг сайжруулж, хавтангийн алдагдлын хэмжээ болон үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулахад тусалдаг.
Шинэ эрчим хүч, шинэ материалын технологийн тасралтгүй хөгжлөөр цахиурын карбидыг литийн батерейны сөрөг электродын нэмэлт, керамик мембран зөөгч зэрэг шинээр гарч ирж буй салбарт боловсруулж байна.
Ⅳ. Хураангуй ба хэтийн төлөв
Хар цахиурын карбид нь маш сайн механик, дулааны болон химийн шинж чанараараа олон үйлдвэрлэлийн салбарт орлуулшгүй үүрэг гүйцэтгэдэг. Үйлдвэрлэлийн технологийн тасралтгүй хөгжил, бүтээгдэхүүний ширхэгийн хэмжээг хянах, цэвэршилтийг сайжруулах, хэрэглээний талбарыг тасралтгүй өргөжүүлэхийн хэрээр хар цахиурын карбид нь өндөр гүйцэтгэл, нарийвчлал руу чиглэн хөгжиж байна.
Ирээдүйд шинэ эрчим хүч, электрон керамик, өндөр зэрэглэлийн зэрэг салбарууд хурдацтай хөгжиж байгаатай холбогдууланнунтаглах ухаалаг үйлдвэрлэлд хар цахиурын карбид нь өндөр зэрэглэлийн үйлдвэрлэлийн салбарт улам бүр чухал үүрэг гүйцэтгэж, дэвшилтэт материалын технологийн системийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг болох болно.