સિલિકોન કાર્બાઇડ, જેને કાર્બોરન્ડમ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે સિલિકોન-કાર્બન સંયોજન છે. આ રાસાયણિક સંયોજન ખનિજ મોઈસાનાઈટનું ઘટક છે. સિલિકોન કાર્બાઈડના કુદરતી સ્વરૂપનું નામ ફ્રેન્ચ ફાર્માસિસ્ટ ડૉ. ફર્ડિનાન્ડ હેનરી મોઈસનના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું છે. મોઈસાનાઈટ સામાન્ય રીતે ઉલ્કાઓ, કિમ્બરલાઈટ અને કોરન્ડમમાં થોડી માત્રામાં જોવા મળે છે. આ રીતે સૌથી વધુ કોમર્શિયલ સિલિકોન કાર્બાઈડ બનાવવામાં આવે છે. કુદરતી રીતે બનતું સિલિકોન કાર્બાઇડ પૃથ્વી પર મળવું મુશ્કેલ હોવા છતાં, તે અવકાશમાં વિપુલ પ્રમાણમાં છે.

સિલિકોન કાર્બાઇડની વિવિધતા

સિલિકોન કાર્બાઇડ પ્રોડક્ટ્સનું ઉત્પાદન વાણિજ્યિક ઇજનેરી કાર્યક્રમોમાં ઉપયોગ માટે ચાર સ્વરૂપોમાં કરવામાં આવે છે. આનો સમાવેશ થાય છે

સિન્ટર્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ (SSiC)

રિએક્શન બોન્ડેડ સિલિકોન કાર્બાઇડ (RBSiC અથવા SiSiC)

નાઈટ્રાઈડ બોન્ડેડ સિલિકોન કાર્બાઈડ (NSiC)

રિક્રિસ્ટલાઇઝ્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ (RSiC)

બોન્ડની અન્ય વિવિધતાઓમાં SIALON બોન્ડેડ સિલિકોન કાર્બાઇડનો સમાવેશ થાય છે. ત્યાં CVD સિલિકોન કાર્બાઇડ (CVD-SiC) પણ છે, જે રાસાયણિક વરાળના જથ્થા દ્વારા ઉત્પાદિત સંયોજનનું અત્યંત શુદ્ધ સ્વરૂપ છે.

સિલિકોન કાર્બાઇડને સિન્ટર કરવા માટે, સિન્ટરિંગ એઇડ્સ ઉમેરવા જરૂરી છે જે સિન્ટરિંગ તાપમાને પ્રવાહી તબક્કો બનાવવામાં મદદ કરે છે, જે સિલિકોન કાર્બાઇડના અનાજને એકસાથે જોડવા દે છે.

સિલિકોન કાર્બાઇડના મુખ્ય ગુણધર્મો

ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા અને થર્મલ વિસ્તરણનો ઓછો ગુણાંક. ગુણધર્મોનું આ સંયોજન અસાધારણ થર્મલ શોક પ્રતિકાર પૂરો પાડે છે, જે સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સને ઉદ્યોગોની વિશાળ શ્રેણીમાં ઉપયોગી બનાવે છે. તે સેમિકન્ડક્ટર પણ છે અને તેના વિદ્યુત ગુણધર્મો તેને વિશાળ શ્રેણીના કાર્યક્રમો માટે યોગ્ય બનાવે છે. તે તેની અત્યંત કઠિનતા અને કાટ પ્રતિકાર માટે પણ જાણીતું છે.

સિલિકોન કાર્બાઇડની અરજીઓ

સિલિકોન કાર્બાઇડનો ઉપયોગ ઉદ્યોગોની વિશાળ શ્રેણીમાં થઈ શકે છે.

તેની શારીરિક કઠિનતા તેને ઘર્ષક મશીનિંગ પ્રક્રિયાઓ જેમ કે ગ્રાઇન્ડીંગ, હોનિંગ, સેન્ડબ્લાસ્ટિંગ અને વોટરજેટ કટીંગ માટે યોગ્ય બનાવે છે.

સ્પોર્ટ્સ કાર માટે સિરામિક બ્રેક ડિસ્કના ઉત્પાદનમાં ક્રેકીંગ કે ડિફોર્મિંગ વિના અત્યંત ઊંચા તાપમાનનો સામનો કરવાની સિલિકોન કાર્બાઇડની ક્ષમતાનો ઉપયોગ થાય છે. તેનો ઉપયોગ બુલેટપ્રૂફ વેસ્ટ્સમાં બખ્તર સામગ્રી તરીકે અને પંપ શાફ્ટ સીલ માટે સીલિંગ રિંગ સામગ્રી તરીકે પણ થાય છે, જ્યાં તે ઘણીવાર સિલિકોન કાર્બાઇડ સીલના સંપર્કમાં ઊંચી ઝડપે ચાલે છે. સિલિકોન કાર્બાઇડની ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા, જે રબિંગ ઈન્ટરફેસ દ્વારા પેદા થતી ઘર્ષણાત્મક ગરમીને દૂર કરવામાં સક્ષમ છે, તે આ એપ્લિકેશન્સમાં નોંધપાત્ર ફાયદો છે.

સામગ્રીની ઉચ્ચ સપાટીની કઠિનતાને કારણે, તેનો ઉપયોગ ઘણા એન્જિનિયરિંગ એપ્લિકેશન્સમાં થાય છે જ્યાં સ્લાઇડિંગ, ઇરોસિવ અને કાટ લાગતા વસ્ત્રો માટે ઉચ્ચ સ્તરના પ્રતિકારની જરૂર હોય છે. સામાન્ય રીતે, આ ઓઇલફિલ્ડ એપ્લીકેશનમાં પંપ અથવા વાલ્વમાં વપરાતા ઘટકોને લાગુ પડે છે, જ્યાં પરંપરાગત ધાતુના ઘટકો ઝડપી નિષ્ફળતા તરફ દોરી જતા અતિશય વસ્ત્રો દર દર્શાવે છે.

સેમિકન્ડક્ટર તરીકે સંયોજનના અસાધારણ વિદ્યુત ગુણધર્મો તેને અલ્ટ્રાફાસ્ટ અને હાઇ-વોલ્ટેજ લાઇટ-એમિટિંગ ડાયોડ્સ, MOSFETs અને હાઇ-પાવર સ્વિચિંગ માટે thyristors બનાવવા માટે આદર્શ બનાવે છે.

તેના થર્મલ વિસ્તરણ, કઠિનતા, જડતા અને થર્મલ વાહકતાનો ઓછો ગુણાંક તેને ખગોળીય ટેલિસ્કોપ મિરર્સ માટે આદર્શ બનાવે છે. થિન ફિલામેન્ટ પાયરોમેટ્રી એ એક ઓપ્ટિકલ ટેકનિક છે જે વાયુઓના તાપમાનને માપવા માટે સિલિકોન કાર્બાઇડ ફિલામેન્ટનો ઉપયોગ કરે છે.

તેનો ઉપયોગ હીટિંગ તત્વોમાં પણ થાય છે જે અત્યંત ઊંચા તાપમાને ટકી રહે છે. તેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-તાપમાન ગેસ-કૂલ્ડ ન્યુક્લિયર રિએક્ટરમાં માળખાકીય આધાર પૂરો પાડવા માટે પણ થાય છે.