Силициевият карбид и силициевият карбид на прах често се цитират, сякаш са два различни материала. Те не са. И двете са изградени от едно и също ковалентно съединение на силиций и въглерод; разликата е във формата, разпределението на размера на частиците, състоянието на повърхността и пътя на процеса, използван за достигане на тази форма. Разбирането на разделянето има значение от търговска гледна точка, тъй като спецификация за закупуване, написана за насипно зърно, няма да контролира свойствата, които определят ефективността в суспензия, покритие или синтеровано керамично тяло.
Един материал, две форми на продукта
Силициевият карбид в своята насипна форма е твърдо, огнеупорно твърдо вещество: твърдост, близка до тази на диаманта по абразивната скала, поведение при топене над 2700 градуса по Целзий с разлагане, а не просто топене, висока топлопроводимост, ниско термично разширение и добра химическа стабилност. Доставя се като буци, зърна или профилирани огнеупорни материали и се използва там, където износването, топлината или химическата атака биха унищожили обикновените материали.
Прахът от силициев карбид е същото съединение след раздробяване, смилане, класифициране и, в много степени, химическо пречистване. Химията е непроменена, но размерът на частиците е намален от милиметри до микрометри, което повишава специфичната повърхност с порядъци и променя начина, по който материалът се държи във всеки процес надолу по веригата.
| Характеристика | Насипен силициев карбид | Прах от силициев карбид |
|---|---|---|
| Типичен размер | Милиметров{0}}зърно, бучка или оформена част | Частици от микрометър до под{0}}микрометър |
| Специфична повърхност | Ниска, контролирана от размера на зърното | Висока, често няколко квадратни метра на грам |
| Основна употреба | Огнеупори, абразиви, износващи се облицовки | Покрития, суспензии, керамика, прахова металургия |
| Ключов контрол на покупките | Размер на зърното, химичен състав, насипна плътност | Гранулометричен състав, повърхностна площ, дисперсия |
Размер на частиците, повърхностна площ и обозначения на класа
Насипното абразивно зърно обикновено се специфицира върху свързани и покрити системи за оразмеряване на абразиви като серията FEPA F, ISO 8486, JIS R6001 и обозначенията на ситата ANSI B74, където номиналният брой на зърната съответства на контролирана лента на размера. Праховете се преместват на различен език: среден размер на частиците или d50 плюс ширината на разпределение и горния разрез. Микронни класове под най-малките размери на ситото се обозначават на микрозърнести скали като серията FEPA D или ISO 8486-2, а праховете за керамичен клас често се определят само чрез d50, специфична повърхностна площ и химия.
Груби зърна, обикновено над 45 микрометра: абразивни и огнеупорни задължения.
Среден{0}}прах, приблизително 5-45 микрометра: покрития, износващи се композити и залепена керамика.
Фин и суб{0}}микронен прах, под 5 микрометра: усъвършенствана керамика, суспензии и синтеровани части.
Двама доставчици могат да предложат един и същ d50 и да осигурят много различно поведение, тъй като специфичната повърхностна площ, състоянието на агломерация, формата на частиците и повърхностната химия също контролират свиването при синтероване, реологията на суспензията и еднородността на покритието. Следователно една смислена спецификация изброява разпределение на размера с горна част, а не една средна стойност.
Как се прави всяка форма
Насипният силициев карбид се произвежда в резистентни пещи от смес от кварцов пясък с висока чистота и източник на въглерод като петролен кокс, с добавки на сол и дървени стърготини за контролиране на реакцията и подобряване на порьозността. Пещта се нагрява в продължение на дни, след това се охлажда и кората се разбива. Материалът на сърцевината е черен силициев карбид с висока чистота; външната, по-малко чиста зона се понижава до металургична или огнеупорна употреба. Зеленият силициев карбид се произвежда по същия начин, но със суровина с по-висока чистота и различна смес от заряди, което дава по-висока чистота и по-малко свободно желязо, което отговаря на задачите за прилепване и прецизно довършване.
Производството на прах започва от избран насипен материал. Маршрутът обикновено минава през челюстно и валцово раздробяване, след това топково смилане, смилане със смесена среда или струйно смилане, за да се достигне целевият размер, последвано от въздушна класификация или утаяване, за да се намали разпределението. Промиването с киселина премахва свободното желязо и други замърсители, поети от средата за смилане. Керамичните прахове често се правят по изцяло различен химичен път, например карботермична редукция на силициев диоксид със сажди, така че добавките за синтероване и състоянието на повърхността могат да бъдат контролирани от самото начало.
Картографиране на приложения: Избор на правилната форма
| Приложение | Предпочитана форма | Причина |
|---|---|---|
| Огнеупори за доменни пещи и кофи | Насипно зърно и профилирана тухла | Устойчивост на термичен удар и шлака при високо натоварване |
| Шлифовъчни дискове и абразиви с покритие | Оразмерено зърно | Ефективността на рязане зависи от здравината и формата на зърното |
| Реакционно свързана и синтерована керамика | Фин прах | Кинетиката на синтероване зависи от повърхността и чистотата |
| Износващи покрития и полимерни композити | Прах | Живот на износване за контрол на дисперсията и нивото на натоварване |
| Предварителни форми за прахова металургия | Прах | Поведение при уплътняване и свиване |
Честа грешка при закупуване е да се третира прахът като просто по-фино зърно. На практика двата продукта обикновено се купуват по различни спецификации, опаковат се по различен начин, обработват се по различен начин и се оценяват на различни бази, а замяната на единия с другия без пре-квалифициране на процеса е често срещана причина за брак.
Контролен списък със спецификации за купувачи
Съдържание на силициев карбид на суха основа, със свободен въглерод, свободен силициев диоксид и метално желязо, докладвани отделно.
Разпределение на размера на частиците с d10, d50 и d90, плюс посочено горно изрязване и ограничение за надвишаване на размера на ситото.
Специфична повърхност за керамични и покрития, измерена чрез адсорбция на газ.
Магнитно желязо и съдържание на влага, като и двете влияят върху керамиката и абразивните връзки.
pH или състояние на повърхността за използване на суспензия и покритие, тъй като това води до стабилност на дисперсията.
Тип кристал, алфа или бета, когато синтероването или топлопроводимостта са критични.
Често задавани въпроси
В: Прахът от силициев карбид различен химикал ли е от силициевия карбид?
Не. И двете са едно и също силициево и въглеродно съединение. Прахът е смляна и класифицирана форма, с много по-малък размер на частиците и много по-висока специфична повърхност.
В: Мога ли сам да смила зърно в насипно състояние, за да направя прах?
Технически е възможно, но полученото разпределение обикновено е твърде широко и поемането на желязо от смилащата среда е високо. Контролирано смилане плюс класифициране и киселинно измиване е това, което прави праха със спецификация.
Въпрос: Каква е разликата между черен и зелен силициев карбид?
Черният силициев карбид се произвежда от стандартен заряд и е подходящ за огнеупори, износващи се части и общи абразиви. Зеленият силициев карбид е направен от суровина с по-висока чистота, което дава по-малко свободно желязо и по-добра производителност при прецизно прилепване и фино шлайфане.
Въпрос: Защо моето покритие се държи по различен начин, когато d50 е непроменен?
Тъй като d50 сам по себе си не описва разпределение. Промените в грубия край, нивото на фините частици, агломерацията и състоянието на повърхността променят реологията, утаяването и характеристиките на износване, дори когато средният размер съвпада.
В: Как трябва да се съхранява прах от силициев карбид?
Дръжте го запечатано и сухо. Финият прах поема лесно влагата, което влошава течливостта, повишава поглъщането на водород в синтерованите части и променя съдържанието на твърди вещества в суспензиите.
Въпрос: Коя форма трябва да се използва за части за управление на топлината?
Прах, обикновено керамичен клас с контролирана чистота и кристален тип, тъй като топлопроводимостта в завършената част зависи от плътността на синтероване, химичния състав на границата на зърното и фазовия състав, а не само от насипния материал.
