Silikon karbida (SiC), juga dikenali sebagai emery.
Pada tahun 1891, Acheson, seorang Amerika, mencipta kaedah pembuatan industri silikon karbida.
Silikon karbida disintesis dengan menambahkan tindak balas haba di relau rintangan dengan silika semula jadi, karbon, serpihan kayu dan garam industri sebagai bahan mentah sintetik asas.
Kerepek kayu ditambahkan untuk membuat campuran pukal pada suhu tinggi, untuk memudahkan penyingkiran sejumlah besar gas dan volatil yang dihasilkan oleh tindak balas dan untuk mengelakkan letupan, kerana silikon karbida IT sintetik akan menghasilkan kira-kira 1.4t karbon monoksida ( CO).
Fungsi garam industri (NaCl) adalah untuk memudahkan penyingkiran aluminium oksida, besi oksida dan kekotoran lain dalam bahan.
(1) Sintesis dan penggunaan silikon karbida
Sintesis karbida silikon dilakukan dalam relau rintangan khas, yang sebenarnya hanyalah elemen pemanasan rintangan grafit, yang terbuat dari zarah grafit atau zarah karbon yang disimpan ke dalam lajur.
Elemen pemanasan ini diletakkan di tengah, dan bahan mentah di atas dicampurkan secara merata pada kadar silika 52% -54%, kokas 35%, habuk papan 11% dan garam industri 1.5% ~ 4%. Mereka dilekatkan erat di sekitar elemen pemanasan grafit.
Apabila dipanaskan dengan elektrik, campuran tersebut bertindak balas untuk membentuk silikon karbida.
Persamaannya adalah seperti berikut:
SiO2 + 3 c - SiC + 2 co tulis
Suhu awal tindak balas adalah sekitar 1400 ℃, dan produknya bersuhu rendah -SIC dengan kristal substrat yang sangat halus, yang dapat ditstabilkan hingga 2100 ℃, dan kemudian perlahan-lahan berubah menjadi suhu tinggi -SIC.
-SIC dapat distabilkan hingga 2400 ℃ tanpa penguraian yang ketara, dan penguraian sublimasi dapat dicapai di atas 2600 ℃, mengakibatkan penguapan wap silikon dan grafit yang tersisa.
Jadi suhu akhir tindak balas umumnya dipilih menjadi 1900 ~ 2200 ℃.
Produk sintesis tindak balas adalah polimer kristal pukal, yang perlu dihancurkan menjadi zarah atau serbuk dengan ukuran zarah yang berbeza, dan kekotoran di dalamnya harus dikeluarkan.
Untuk mendapatkan silikon karbida berkurnian tinggi, kadang-kadang mungkin menggunakan kaedah pemendapan wap, iaitu apabila wap silikon tetraklorida dicampurkan dengan benzena dan hidrogen melewati batang grafit panas, tindak balas gas berlaku, dan silikon karbida yang dihasilkan disimpan pada permukaan grafit.
Persamaannya adalah seperti berikut:
6 C6H6 sicl4 + + 12 h2 - sic + 24 HCL
Silikon karbida tulen tidak berwarna dan telus, tetapi kerana adanya karbon bebas, besi, silikon dan kekotoran lain dalam pengeluaran industri silikon karbida, produk tersebut mempunyai warna kuning, hitam, hijau tua, hijau muda dan warna lain, cahaya umum hijau dan hitam.
Berat molekul relatif silikon karbida adalah 40.09, di antaranya silikon menyumbang 70.04% dan karbon menyumbang 29.964.
Ketumpatan sebenar 3.21.
Titik lebur (pemejalwapan) 2600 ℃.
-SIC dengan morfologi suhu rendah adalah struktur padu.
Suhu tinggi -SIC mempunyai struktur heksagon.
Dan kerana susunan atom yang berbeza dalam struktur kristal silikon karbida, terdapat serangkaian varian lain, lebih dari seratus jenis, yang biasanya disebut homoallochthonous.
Di samping itu, kerana perbezaan pertalian elektron, beberapa ikatan ionik wujud dalam struktur kristal kecuali ikatan kovalen utama.
Silikon karbida adalah bahan keras dengan kekerasan Mohs 9.2.
Pada suhu rendah, silikon karbida mempunyai sifat kimia yang relatif stabil, ketahanan kakisan yang sangat baik, dan tidak terhakis dalam mendidih asid hidroklorik, asid sulfurik dan asid hidrofluorik.
Walau bagaimanapun, ia boleh bertindak balas dengan beberapa logam, garam dan gas pada suhu tinggi. Reaksi disenaraikan dalam Jadual 10-4-16.
Silikon karbida tetap stabil hingga 2600 ℃ dalam suasana pengurangan, sementara pengoksidaan berlaku pada atmosfera pengoksidaan suhu tinggi:
SiC {{0}} CO2 - o2 -> 2 SiO2
Tetapi kapasiti antioksidannya antara 800 ~ 1140 ℃ daripada 1300 ~ 1500 ℃, ini kerana pada 800 ~ 1140 structure struktur filem oksida yang dihasilkan (SiO2) longgar, tidak melindungi peranan substrat sepenuhnya, dan di atas 1140 ℃, terutama antara 1300 ~ 1500 ℃, pengoksidaan, dengan ketara, pada masa ini untuk menghasilkan lapisan oksida mulsa pada permukaan substrat silikon karbida, menghalangi hubungan oksigen lebih lanjut dalam silikon karbida, jadi bukannya penguatan kapasiti antioksidan.
Walau bagaimanapun, apabila suhunya lebih tinggi, lapisan pelindung pengoksidaan hancur, menjadikan silikon karbida mengalami pengoksidaan dan penguraian penguraian yang kuat.
Jadual 1. Kereaktifan sic dengan beberapa bahan
Kerana sifat fizikal dan kimianya yang sangat baik, silikon karbida telah digunakan secara meluas sebagai bahan mentah industri yang penting.
Penggunaan utamanya mempunyai tiga aspek: digunakan dalam pembuatan alat pelelas;
Digunakan untuk pembuatan elemen pemanas rintangan - batang karbon silikon, tiub karbon silikon, dan lain-lain;
Digunakan untuk pembuatan produk tahan api.
Sebagai refraktori khas, ia digunakan dalam tungku peleburan besi dan keluli, kubah, seperti stamping, kakisan, bahagian tahan api memakai;
Pada lapisan relau peleburan logam bukan ferus (zink, aluminium, tembaga), saluran paip pengangkutan logam lebur, penapis, wadah, dll
Dalam teknologi ruang angkasa, ia dapat digunakan sebagai muncung ekor mesin roket dan bilah turbin gas suhu tinggi.
Dalam industri silikat, ia banyak digunakan sebagai papan gudang, pelapik tungku muffle dan sagger untuk berbagai tanur.
Dalam industri kimia, digunakan untuk penghasilan minyak dan gas, gasifier minyak, lapisan relau desulfurisasi, dll.
Mesin pembungkusan silikon PUDA:
Berdasarkan pergerakan yang baik, PUDA akan menggunakan mesin pembungkus aliran bebas untuk silikon.
Bahan mengalir secara bebas oleh graviti dan produk akan masuk ke sistem penimbangan secara seragam melalui unit makan dari silo. Injap unit makan akan dibuka setelah mesin pembungkusan dimulakan, kemudian Bahan akan diisi ke dalam beg atau penimbang berat. Apabila berat mencapai nilai yang telah ditetapkan, injap unit makan akan ditutup. Pengendali mengambil beg yang diisi, atau memasukkannya ke tali sawat ke mesin jahit. Proses pembungkusan selesai.
