كربيد السيليكون ، المعروف أيضًا باسم الكربوراندوم ، هو مركب السيليكون والكربون. هذا المركب الكيميائي مكون من معدن المويسانيت. سمي الشكل الطبيعي لكربيد السيليكون على اسم الدكتور فرديناند هنري مويسان ، الصيدلاني الفرنسي. يوجد المويسانتي عادة بكميات دقيقة في النيازك ، الكمبرلايت ، والكوراندوم. هذه هي الطريقة التي يتم بها صنع معظم كربيد السيليكون التجاري. على الرغم من صعوبة العثور على كربيد السيليكون الموجود بشكل طبيعي على الأرض ، إلا أنه متوفر بكثرة في الفضاء.

أشكال كربيد السيليكون

يتم تصنيع منتجات كربيد السيليكون بأربعة أشكال لاستخدامها في تطبيقات الهندسة التجارية. وتشمل هذه

كربيد السيليكون الملبد (SSiC)

كربيد السيليكون المرتبط بالتفاعل (RBSiC أو SiSiC)

نيتريد كربيد السيليكون (NSiC)

كربيد السيليكون المعاد بلورته (RSiC)

تشمل الاختلافات الأخرى في الرابطة كربيد السيليكون المرتبط بسيالون. يوجد أيضًا كربيد السيليكون CVD (CVD-SiC) ، وهو شكل نقي للغاية من المركب الناتج عن ترسيب البخار الكيميائي.

من أجل تلبيد كربيد السيليكون ، من الضروري إضافة مساعدات التلبيد التي تساعد على تكوين مرحلة سائلة عند درجة حرارة التلبيد ، مما يسمح بحبيبات كربيد السيليكون بالترابط معًا.

الخصائص الرئيسية لكربيد السيليكون

الموصلية الحرارية العالية ومعامل التمدد الحراري المنخفض. يوفر هذا المزيج من الخصائص مقاومة استثنائية للصدمات الحرارية ، مما يجعل سيراميك كربيد السيليكون مفيدًا في مجموعة واسعة من الصناعات. إنه أيضًا شبه موصل وخصائصه الكهربائية تجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من التطبيقات. وهي معروفة أيضًا بصلابتها الشديدة ومقاومتها للتآكل.

تطبيقات كربيد السيليكون

يمكن استخدام كربيد السيليكون في مجموعة واسعة من الصناعات.

صلابته الفيزيائية تجعله مناسبًا لعمليات التصنيع الكاشطة مثل الطحن والشحذ والسفع الرملي والقطع بنفث الماء.

تُستخدم قدرة كربيد السيليكون على تحمل درجات الحرارة العالية للغاية دون تشقق أو تشوه في تصنيع أقراص المكابح المصنوعة من السيراميك للسيارات الرياضية. كما أنها تستخدم كمواد مدرعة في السترات الواقية من الرصاص وكمواد حلقة مانعة للتسرب لأختام عمود المضخة ، حيث تعمل غالبًا بسرعات عالية عند ملامستها لختم كربيد السيليكون. تعتبر الموصلية الحرارية العالية لكربيد السيليكون ، القادرة على تبديد الحرارة الاحتكاكية الناتجة عن واجهة الاحتكاك ، ميزة مهمة في هذه التطبيقات.

نظرًا لصلابة سطح المادة العالية ، يتم استخدامها في العديد من التطبيقات الهندسية حيث تتطلب مستويات عالية من المقاومة للانزلاق والتآكل والتآكل. عادة ، ينطبق هذا على المكونات المستخدمة في المضخات أو الصمامات في تطبيقات حقول النفط ، حيث تظهر المكونات المعدنية التقليدية معدلات تآكل مفرطة تؤدي إلى فشل سريع.

الخصائص الكهربائية الاستثنائية للمركب كأشباه موصلات تجعله مثاليًا لتصنيع الثنائيات فائقة السرعة والجهد العالي الباعثة للضوء ، و MOSFETs ، والثايرستور للتبديل عالي الطاقة.

معاملها المنخفض للتمدد الحراري والصلابة والصلابة والتوصيل الحراري يجعلها مثالية لمرايا التلسكوب الفلكي. قياس حرارة الخيوط الرقيقة هو تقنية بصرية تستخدم خيوط كربيد السيليكون لقياس درجة حرارة الغازات.

كما أنها تستخدم في عناصر التسخين التي يجب أن تتحمل درجات حرارة عالية للغاية. كما أنها تستخدم لتوفير الدعم الهيكلي في المفاعلات النووية عالية الحرارة المبردة بالغاز.