{"id":608,"date":"2024-05-23T21:14:15","date_gmt":"2024-05-23T13:14:15","guid":{"rendered":"https:\/\/siliconcarbide.net\/?p=608"},"modified":"2024-05-23T21:19:33","modified_gmt":"2024-05-23T13:19:33","slug":"paagutatud-ranikarbiid-supermaterjal-mis-talub-peaaegu-koike","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbide.net\/et\/sintered-silicon-carbide-a-super-material-that-can-handle-almost-anything\/","title":{"rendered":"Paagutatud r\u00e4nikarbiid \u2013 supermaterjal, mis talub peaaegu k\u00f5ike"},"content":{"rendered":"

Paagutatud r\u00e4nikarbiid \u2013 supermaterjal, mis talub peaaegu k\u00f5ike<\/h1>\n

Kas suudad m\u00f5elda v\u00e4lja materjali, mis on peaaegu sama k\u00f5va kui teemant, ujub vees, talub k\u00f5rget kuumust, ei lase end kemikaalidel \u00e4ra s\u00f6\u00f6vitada ja s\u00e4ilitab oma tugevuse olenemata sellest, mida talle viskad? Noh, paagutatud r\u00e4nikarbiid<\/b><\/strong> See on ju see uskumatu aine!<\/p>\n

Sellel materjalil on nii h\u00e4mmastavad omadused, et see talub keskkondi ja tingimusi, mis h\u00e4vitaksid peaaegu k\u00f5ik muud materjalid, millest midagi valmistada v\u00f5iks.<\/p>\n

Vaatame, mis teeb paagutatud r\u00e4nikarbiidi nii eriliseks.<\/p>\n

Mis on paagutatud r\u00e4nikarbiid?<\/b><\/strong><\/h2>\n

Paagutatud r\u00e4nikarbiid<\/b><\/strong>, mida tuntakse ka kui paagutatud SiC<\/b><\/strong> v\u00f5i SSiC<\/b><\/strong>, valmistatakse nii, et segatakse \u00fclik\u00f5rge peenusega SiC-pulber m\u00f5nede spetsiaalsete koostisosadega, mis aitavad pulbril kokku kleepuda, seej\u00e4rel valatakse segu vormi ja kuumutatakse v\u00e4ga k\u00f5rgel temperatuuril. See sulatab pulbri kokku tahkeks massiks, kuid ei sulata seda t\u00e4ielikult. Just liimainete ja lisafaaside puudumine annab paagutatud SiC-le selle erakordse omaduste kogumi.<\/p>\n

Sellel keraamilisel esemel on k\u00f5vadus<\/b><\/strong> mis on v\u00e4\u00e4rtuselt teisel kohal p\u00e4rast teemanti. Sellel on madal tihedus<\/b><\/strong> \u2013 umbes 40%, mis on sarnane terasega ja l\u00e4hedane alumiiniumile. Paagutatud SiC<\/b><\/strong> vastupanu korrosioon<\/b><\/strong> ja oks\u00fcdatsioon<\/b><\/strong> t\u00e4nu r\u00e4nikarbiidi tugevatele sidemetele uskumatult h\u00e4sti. Samuti s\u00e4ilitab see oma tugevus<\/b><\/strong> ja j\u00e4ikus<\/b><\/strong> isegi v\u00e4ga k\u00f5rgetel temperatuuridel, mil enamik materjale muutub pudruks.<\/p>\n

Miks on paagutatud SiC nii eriline?<\/b><\/strong><\/h2>\n

Vaatame m\u00f5ningaid paagutatud SiC-i h\u00e4mmastavaid omadusi ja miks see asi nii kasulik on<\/u><\/a>:<\/p>\n

See on hullult raske<\/b><\/strong><\/p>\n

Koos Knoopi k\u00f5vadus<\/b><\/strong> k\u00f5igist 2800 GPa<\/b><\/strong>, paagutatud r\u00e4nikarbiid talub kriimustusi ja igasugust kulumist peaaegu paremini kui mis tahes muu materjal, v\u00e4lja arvatud teemant. See t\u00e4hendab, et see peab vastu palju kauem kui teised materjalid olukordades, kus see libiseb ringi ja saab osakestelt l\u00f6\u00f6ke.<\/p>\n

Teemant<\/b><\/strong> on ainus asi, mis on veelgi k\u00f5vem. SiC naeruv\u00e4\u00e4rne k\u00f5vadus tuleneb r\u00e4ni- ja s\u00fcsiniku aatomite vahelistest \u00fclitugevatest sidemetest. Need sidemed hoiavad tugevalt kinni ega taha lahti lasta!<\/p>\n

Kerge, kuid tugev<\/b><\/strong><\/p>\n

Hoolimata oma uskumatust j\u00f5ust, Paagutatud SiC tihedus on vaid 3,15 g\/cm\u00b3<\/b><\/strong>. See on peaaegu sama kerge kui alumiinium, seega on see materjal t\u00f5esti kerge!<\/p>\n

See t\u00e4hendab, et metallide asemel paagutatud SiC-st valmistatud osad v\u00f5ivad olla m\u00e4rksa kergemad. Kergema kaaluga p\u00f6\u00f6rlevad seadmed saavad p\u00f6\u00f6rata kiiremini. Ja kuulge seda \u2013 SiC ujub tegelikult vedelas alumiiniumis! Seega sobib see suurep\u00e4raselt pumbade osadeks, mis puutuvad kokku sulametalliga.<\/p>\n

Talub korrosiooni ja oks\u00fcdeerumist suurep\u00e4raselt<\/b><\/strong><\/p>\n

Metallid vajavad korrosioonikaitseks kaitsvat oksiidikihti. Kuid paagutatud SiC<\/b><\/strong> sellel pole \u00fchtegi liimikohta ega lisakomponente, mida saaks r\u00fcnnata. See naerab lihtsalt korrosiooni maha peaaegu igas keskkonnas, kuhu sa selle ka ei viskaks.<\/p>\n

SiC s\u00e4ilitab oma tugevuse isegi oks\u00fcdeerivas \u00f5hus temperatuuril kuni 1650 \u00b0C! Selle korrosiooni- ja oks\u00fcdeerimiskindlus tuleneb \u00e4\u00e4rmiselt tugevatest r\u00e4ni-s\u00fcsiniku sidemetest. Need lihtsalt ei taha puruneda ega oks\u00fcdeeruda, kui temperatuur ei t\u00f5use \u00fclik\u00f5rgele.<\/p>\n

P\u00fcsib tugevana isegi hullumeelses kuumuses<\/b><\/strong><\/p>\n

See kovalentsed sidemed<\/b><\/strong> SiC-s tagavad selle j\u00e4ikuse ja tugevuse isegi \u00e4\u00e4rmuslikes temperatuurides. Paagutatud SiC s\u00e4ilitab oma t\u00e4ieliku tugevuse<\/b><\/strong> kuni umbes 1750 \u00b0C<\/b><\/strong> \u2013 see on tulikuum! Erinevalt metallidest ei muutu see n\u00f5rgaks ega l\u00f5tvaks.<\/p>\n

See k\u00f5rge moodul<\/b><\/strong> SiC omadused t\u00e4hendavad ka seda, et see ei deformeeru ega veni aeglaselt suure koormuse all. Seega v\u00f5ite olla kindel, et see talub suuri pingeid k\u00f5rgetel temperatuuridel. Sobib ideaalselt ahjude osadeks ja lennunduses kasutamiseks!<\/p>\n

Talub termilist \u0161okki<\/b><\/strong><\/p>\n

Koos soojusjuhtivus<\/b><\/strong> k\u00f5igist 125 W\/mK<\/b><\/strong>, SiC juhib soojusenergiat kiiresti ja talub j\u00e4rske temperatuurik\u00f5ikumisi. See annab paagutatud SiC-le suurep\u00e4rane vastupidavus termilisele \u0161okile<\/b><\/strong> v\u00f5rreldes muude keraamikatoodetega.<\/p>\n

\u00c4kilised temperatuurimuutused v\u00f5ivad p\u00f5hjustada hapra materjali pragunemist eba\u00fchtlase paisumise t\u00f5ttu. SiC aga ei pragune, kuna see juhib soojust v\u00e4ga h\u00e4sti. See suudab temperatuurik\u00f5ikumistega probleemideta kohaneda.<\/p>\n

Paagutatud SiC omadused toatemperatuuril<\/b><\/strong><\/p>\n

Siin on m\u00f5ned paagutatud SiC peamised n\u00e4itajad toatemperatuuril (20 \u00b0C):<\/p>\n