Silicijev karbid (SiC), znan tudi kot smirk.
Leta 1891 je Američan Acheson izumil način industrijske izdelave silicijevega karbida.
Silicijev karbid se sintetizira z dodajanjem toplotne reakcije v odporni peči z naravnim silicijevim dioksidom, ogljikom, sekanci in industrijsko soljo kot osnovnimi sintetičnimi surovinami.
Lesni sekanci se dodajo, da postane razsuta zmes porozna pri visokih temperaturah, da se olajša odstranjevanje velikih količin plinov in hlapnih snovi, ki nastanejo v reakciji, in da se prepreči eksplozija, ker bo sintetični IT silicijev karbid proizvedel približno 1,4 t ogljikovega monoksida ( CO).
Naloga industrijske soli (NaCl) je olajšati odstranjevanje aluminijevega oksida, železovega oksida in drugih nečistoč v materialu.
(1) Sinteza in uporaba silicijevega karbida
Sinteza silicijevega karbida poteka v posebni odporni peči, ki je v resnici le grafitni odporni grelni element, ki je izdelan iz delcev grafita ali delcev ogljika, naloženih v kolone.
Ta grelni element je nameščen na sredini, zgornje surovine pa so enakomerno pomešane v razmerju 52% -54% kremena, 35% koksa, 11% žagovine in 1,5% ~ 4% industrijske soli. Tesno so zapakirani okoli grafitnega grelnega elementa.
Pri segrevanju z elektriko mešanica reagira in tvori silicijev karbid.
Enačba je naslednja:
SiO2 + 3 c - SiC + 2 ko piše
Začetna temperatura reakcije je približno 1400 ℃, produkt pa je nizkotemperaturni -SIC z zelo finim kristalom podlage, ki ga je mogoče stabilizirati na 2100 ℃, nato pa počasi pretvoriti v visoko-temperaturni -SIC.
-SIC je mogoče stabilizirati na 2400 ℃ brez večje razgradnje, sublimacijsko razgradnjo pa doseči nad 2600 ℃, kar ima za posledico hlapljenje silicijevih hlapov in ostankov grafita.
Tako je končna temperatura reakcije običajno izbrana med 1900 ~ 2200 ℃.
Produkt reakcijske sinteze je kristalinični polimer v razsutem stanju, ki ga je treba zdrobiti v delce ali praške z različno velikostjo delcev in odstraniti nečistoče v njem.
Za pridobitev silicijevega karbida visoke čistosti je včasih mogoče uporabiti metodo nanašanja s paro, to je, ko para silicijevega tetraklorida, pomešanega z benzenom in vodikom, prehaja skozi vročo grafitno palico, pride do plinske reakcije in nastali silicijev karbid se nanese na površino grafita.
Enačba je naslednja:
6 C6H6 sicl4 + + 12 h2 - sic + 24 HCL
Čisti silicijev karbid je brezbarven in prozoren, a zaradi prisotnosti prostega ogljika, železa, silicija in drugih nečistoč v industrijski proizvodnji silicijevega karbida imajo izdelki rumeno, črno, temno zeleno, svetlo zeleno in druge barve, skupno svetlobo zelena in črna.
Relativna molekulska masa silicijevega karbida je 40,09, med katerimi silicij predstavlja 70,04%, ogljik pa 29,964.
Resnična gostota 3.21.
Tališče (sublimacija) 2600 ℃.
-SIC z morfologijo pri nizkih temperaturah je bil kubične strukture.
Visoka temperatura -SIC ima šesterokotno strukturo.
In zaradi drugačne razporeditve atomov v kristalni strukturi silicijevega karbida obstaja vrsta drugih različic, približno več kot sto vrst, ki jih na splošno imenujemo homoalohtoni.
Poleg tega zaradi razlike v afiniteti elektronov v kristalni strukturi obstajajo nekatere ionske vezi, razen glavnih kovalentnih vezi.
Silicijev karbid je trden material z Mohsovo trdoto 9,2.
Pri nizkih temperaturah ima silicijev karbid razmeroma stabilne kemijske lastnosti, odlično odpornost proti koroziji in ni korodiran v vreli klorovodikovi kislini, žveplovi kislini in fluorovodikovi kislini.
Lahko pa reagira z nekaterimi kovinami, solmi in plini pri visokih temperaturah. Reakcija je navedena v tabeli 10-4-16.
Silicijev karbid ostane stabilen do 2600 ℃ v reducirajoči atmosferi, medtem ko oksidacija poteka v visokotemperaturni oksidacijski atmosferi:
SiC {{0}} CO2 + o2 -> 2 SiO2
Toda njegova antioksidativna sposobnost je med 800 ~ 1140 ℃ kot 1300 ~ 1500 ℃, saj je v 800 ~ 1140 ℃ oksidno oksidni film (SiO2) struktura ohlapna, ni v celoti zaščitila vloge podlage in nad 1140 ℃, zlasti med 1300 ~ 1500 ℃, oksidacija, ki je v tem času znatno ustvarila oksidno plast zastirke na površini podlage iz silicijevega karbida, je ovirala nadaljnji stik kisika v silicijevem karbidu, namesto da bi krepila antioksidativno sposobnost.
Ko pa je temperatura višja, se zaščitni sloj pred oksidacijo uniči, zaradi česar je silicijev karbid izpostavljen močnemu oksidacijskemu in razgradnemu uničenju.
Tabela 1. Reaktivnost sic z nekaterimi snovmi
Zaradi odličnih fizikalnih in kemijskih lastnosti se silicijev karbid pogosto uporablja kot pomembna industrijska surovina.
Njegova glavna uporaba ima tri vidike: uporablja se pri izdelavi abrazivnih orodij;
Uporablja se za izdelavo odpornih grelnih elementov - silicijeva karbonska palica, silicijeva karbonska cev itd .;
Uporablja se za izdelavo ognjevzdržnih izdelkov.
Kot poseben ognjevzdržni material se uporablja v plavžih za taljenje železa in jekla, kupolah, kot so štancanje, korozija, obraba ognjevzdržnih delov;
V oblogi peči za taljenje neželeznih kovin (cink, aluminij, baker), cevovod za taljenje kovin, filter, lonček itd .;
V vesoljski tehnologiji se lahko uporablja kot repna šoba raketnega motorja in visokotemperaturna loputa plinske turbine.
V silikatni industriji se pogosto uporablja kot plošča za lopute, podloga za dušilno peč in žaga za različne peči.
V kemični industriji se uporablja za pridobivanje nafte in plina, uplinjevalnik nafte, obloga razžveplanja peči itd.
PUDA silikonski pakirni stroj:
Na podlagi dobre mobilnosti bo PUDA uporabljal prosti pretočni stroj za silicij.
Materiali prosto tečejo z gravitacijo in izdelek bo enakomerno vstopil v sistem tehtanja skozi napajalno enoto iz silosa. Ventil napajalne enote se odpre po zagonu pakirnega stroja, nato se materiali napolnijo v vrečo ali tehtalni koš. Ko teža doseže prednastavljeno vrednost, se ventil dovodne enote zapre. Operater odnese napolnjeno vrečko ali jo postavi na tračni transporter v šivalni stroj. Postopek pakiranja je končan.
