બ્લેક સિલિકોન કાર્બાઇડનું ઉત્પાદન પરિચય અને ઉપયોગ
કાળો સિલિકોન કાર્બાઇડ(સંક્ષિપ્તમાં બ્લેક સિલિકોન કાર્બાઇડ) એ એક કૃત્રિમ બિન-ધાતુ સામગ્રી છે જે ક્વાર્ટઝ રેતી અને પેટ્રોલિયમ કોકથી બનેલી છે અને મુખ્ય કાચા માલ તરીકે તેને પ્રતિકારક ભઠ્ઠીમાં ઊંચા તાપમાને ઓગાળવામાં આવે છે. તેમાં કાળો-ગ્રે અથવા ઘેરો કાળો દેખાવ, અત્યંત ઉચ્ચ કઠિનતા, સારી થર્મલ વાહકતા અને રાસાયણિક સ્થિરતા છે. તે એક ઉત્તમ ઔદ્યોગિક કાચો માલ છે અને તેનો વ્યાપકપણે ઘર્ષક, પ્રત્યાવર્તન સામગ્રી, ધાતુશાસ્ત્ર, સિરામિક્સ, ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગ થાય છે.
Ⅰ. કાળા સિલિકોન કાર્બાઇડની કામગીરી લાક્ષણિકતાઓ
ની મોહ કઠિનતાકાળો સિલિકોન કાર્બાઇડ9.2 જેટલું ઊંચું છે, જે હીરા અને ક્યુબિક બોરોન નાઇટ્રાઇડ પછી બીજા ક્રમે છે, અને તેમાં અત્યંત મજબૂત વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને અસર પ્રતિકાર છે. તેનું ગલનબિંદુ લગભગ 2700°C છે, અને તે ઉચ્ચ તાપમાન વાતાવરણમાં માળખાકીય સ્થિરતા જાળવી શકે છે અને તેનું વિઘટન અથવા વિકૃતિકરણ સરળ નથી. વધુમાં, તેમાં સારી થર્મલ વાહકતા અને નીચા થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક છે, અને હજુ પણ ઉચ્ચ તાપમાન અને ઉચ્ચ દબાણની સ્થિતિમાં ઉત્તમ થર્મલ શોક સ્થિરતા દર્શાવે છે.
રાસાયણિક ગુણધર્મોની દ્રષ્ટિએ, કાળા સિલિકોન કાર્બાઇડમાં એસિડ અને આલ્કલી સામે સારી કાટ પ્રતિકારકતા હોય છે, અને તે ખાસ કરીને કઠોર વાતાવરણમાં ઔદ્યોગિક ઉપયોગ માટે યોગ્ય છે. તેની ઉચ્ચ વાહકતા તેને ચોક્કસ ઇલેક્ટ્રિક હીટિંગ સામગ્રી અને સેમિકન્ડક્ટર ક્ષેત્રો માટે વૈકલ્પિક સામગ્રી પણ બનાવે છે.
Ⅱ. મુખ્ય ઉત્પાદન સ્વરૂપો અને વિશિષ્ટતાઓ
કાળા સિલિકોન કાર્બાઇડને વિવિધ કણોના કદ અને ઉપયોગો અનુસાર વિવિધ સ્વરૂપોમાં બનાવી શકાય છે:
બ્લોક સામગ્રી: પીગળ્યા પછી મોટા સ્ફટિકો, ઘણીવાર પુનઃપ્રક્રિયા માટે અથવા ધાતુશાસ્ત્રના ઉમેરણો તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે;
દાણાદાર રેતી (F રેતી/P રેતી): ગ્રાઇન્ડીંગ વ્હીલ્સ, સેન્ડબ્લાસ્ટિંગ એબ્રેસિવ્સ, સેન્ડપેપર, વગેરે બનાવવા માટે વપરાય છે;
સૂક્ષ્મ પાવડર (ડબલ્યુ, ડી શ્રેણી): અતિ-ચોકસાઇ ગ્રાઇન્ડીંગ, પોલિશિંગ, સિરામિક સિન્ટરિંગ, વગેરે માટે વપરાય છે;
નેનો-લેવલ માઇક્રો પાવડર: ઉચ્ચ-સ્તરીય ઇલેક્ટ્રોનિક સિરામિક્સ, થર્મલ વાહક સંયુક્ત સામગ્રી વગેરે માટે વપરાય છે.
કણોનું કદ F16 થી F1200 સુધીનું હોય છે, અને સૂક્ષ્મ પાવડરનું કણોનું કદ નેનોમીટર સ્તર સુધી પહોંચી શકે છે, જેને વિવિધ એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોની તકનીકી જરૂરિયાતો અનુસાર કસ્ટમાઇઝ કરી શકાય છે.
Ⅲ. કાળા સિલિકોન કાર્બાઇડના મુખ્ય ઉપયોગ વિસ્તારો
1. ઘર્ષક અને ગ્રાઇન્ડીંગ સાધનો
ઘર્ષક એ કાળા સિલિકોન કાર્બાઇડના સૌથી પરંપરાગત અને સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા ક્ષેત્રો છે. તેની ઉચ્ચ કઠિનતા અને સ્વ-શાર્પનિંગ ગુણધર્મોનો લાભ લઈને, કાળા સિલિકોન કાર્બાઇડનો ઉપયોગ વિવિધ ઘર્ષક ઉત્પાદનો, જેમ કે ગ્રાઇન્ડીંગ વ્હીલ્સ, કટીંગ ડિસ્ક, સેન્ડપેપર, ગ્રાઇન્ડીંગ હેડ્સ, ગ્રાઇન્ડીંગ પેસ્ટ વગેરે બનાવવા માટે થઈ શકે છે, જે કાસ્ટ આયર્ન, સ્ટીલ, નોન-ફેરસ ધાતુઓ, સિરામિક્સ, કાચ, ક્વાર્ટઝ અને સિમેન્ટ ઉત્પાદનો જેવી સામગ્રીને ગ્રાઇન્ડીંગ અને પ્રોસેસિંગ માટે યોગ્ય છે.
તેના ફાયદાઓમાં ઝડપી ગ્રાઇન્ડીંગ સ્પીડ, સરળતાથી ભરાઈ જતું નથી અને ઉચ્ચ પ્રોસેસિંગ કાર્યક્ષમતા છે. તેનો ઉપયોગ મેટલ પ્રોસેસિંગ, મશીનરી મેન્યુફેક્ચરિંગ, બિલ્ડિંગ ડેકોરેશન અને અન્ય ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે થાય છે.
2. પ્રત્યાવર્તન સામગ્રી
તેની ઉચ્ચ તાપમાન સ્થિરતા અને કાટ પ્રતિકારને કારણે, કાળા સિલિકોન કાર્બાઇડનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-તાપમાન પ્રત્યાવર્તન સામગ્રીના ક્ષેત્રમાં વ્યાપકપણે થાય છે. તેને સિલિકોન કાર્બાઇડ ઇંટો, ફર્નેસ લાઇનિંગ, ક્રુસિબલ્સ, થર્મોકપલ પ્રોટેક્શન ટ્યુબ, ભઠ્ઠાના સાધનો, નોઝલ, ટ્યુયેર ઇંટો વગેરેમાં બનાવી શકાય છે, અને ધાતુશાસ્ત્ર, નોન-ફેરસ ધાતુઓ, વીજળી, કાચ, સિમેન્ટ વગેરે જેવા ઉચ્ચ-તાપમાન ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જેથી સાધનોનું જીવન વધે અને કામગીરી સલામતીમાં સુધારો થાય.
વધુમાં, સિલિકોન કાર્બાઇડ સામગ્રીમાં ઉચ્ચ-તાપમાન ઓક્સિડાઇઝિંગ વાતાવરણમાં સારા એન્ટીઑકિસડન્ટ ગુણધર્મો હોય છે અને તે ગરમ બ્લાસ્ટ ફર્નેસ, બ્લાસ્ટ ફર્નેસ અને અન્ય સાધનોના મુખ્ય ભાગોમાં ઉપયોગ માટે યોગ્ય છે.
3. ધાતુશાસ્ત્ર ઉદ્યોગ
સ્ટીલમેકિંગ અને કાસ્ટિંગ જેવી ધાતુશાસ્ત્ર પ્રક્રિયાઓમાં, કાળા સિલિકોન કાર્બાઇડનો ઉપયોગ ડીઓક્સિડાઇઝર, વોર્મિંગ એજન્ટ અને રિકાર્બ્યુરાઇઝર તરીકે થઈ શકે છે. તેના ઉચ્ચ કાર્બન સામગ્રી અને ઝડપી ગરમીના પ્રકાશનને કારણે, તે અસરકારક રીતે ગંધ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે અને પીગળેલા સ્ટીલની ગુણવત્તામાં સુધારો કરી શકે છે. તે જ સમયે, તે ગંધ પ્રક્રિયામાં અશુદ્ધિઓનું પ્રમાણ પણ ઘટાડી શકે છે અને પીગળેલા સ્ટીલને શુદ્ધ કરવામાં ભૂમિકા ભજવી શકે છે.
કેટલીક સ્ટીલ મિલો ખર્ચ બચાવવા અને કાસ્ટિંગની કામગીરીમાં સુધારો કરવા માટે કાસ્ટ આયર્ન અને ડક્ટાઇલ આયર્નના ગંધમાં રચનાને સમાયોજિત કરવા માટે સિલિકોન કાર્બાઇડનું ચોક્કસ પ્રમાણ પણ ઉમેરે છે.
4. સિરામિક્સ અને ઇલેક્ટ્રોનિક સામગ્રી
બ્લેક સિલિકોન કાર્બાઇડ પણ કાર્યાત્મક સિરામિક્સ માટે એક મહત્વપૂર્ણ કાચો માલ છે. તેનો ઉપયોગ માળખાકીય સિરામિક્સ, વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક સિરામિક્સ, થર્મલ વાહક સિરામિક્સ વગેરે તૈયાર કરવા માટે થઈ શકે છે, અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, રાસાયણિક ઉદ્યોગ, મશીનરી વગેરે ક્ષેત્રોમાં વ્યાપક સંભાવનાઓ ધરાવે છે. તેમાં ઉત્તમ થર્મલ વાહકતા છે, જેની થર્મલ વાહકતા 120 W/m·K સુધી છે, અને તેનો ઉપયોગ ઘણીવાર થર્મલ વાહક ગરમી વિસર્જન સામગ્રી, થર્મલ ઇન્ટરફેસ સામગ્રી અને LED ગરમી વિસર્જન ઘટકોમાં થાય છે.
વધુમાં, સિલિકોન કાર્બાઇડ ધીમે ધીમે પાવર સેમિકન્ડક્ટરના ક્ષેત્રમાં પ્રવેશ્યું છે અને ઉચ્ચ-તાપમાન અને ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ઉપકરણો માટે મૂળભૂત સામગ્રી બની ગયું છે. કાળા સિલિકોન કાર્બાઇડની શુદ્ધતા લીલા સિલિકોન કાર્બાઇડ કરતા થોડી ઓછી હોવા છતાં, તેનો ઉપયોગ કેટલાક મધ્યમ અને ઓછા-વોલ્ટેજ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદનોમાં પણ થાય છે.
૫. ફોટોવોલ્ટેઇક અને નવી ઉર્જા ઉદ્યોગો
ફોટોવોલ્ટેઇક ઉદ્યોગમાં સિલિકોન વેફર કાપવામાં બ્લેક સિલિકોન કાર્બાઇડ પાવડરનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. હીરાના વાયર કાપવાની પ્રક્રિયામાં ઘર્ષક તરીકે, તેમાં ઉચ્ચ કઠિનતા, મજબૂતતાના ફાયદા છે.કાપવુંબળ, ઓછું નુકસાન અને સરળ કટીંગ સપાટી, જે સિલિકોન વેફરની કટીંગ કાર્યક્ષમતા અને ઉપજ સુધારવામાં મદદ કરે છે અને વેફર નુકશાન દર અને ઉત્પાદન ખર્ચ ઘટાડે છે.
નવી ઉર્જા અને નવી સામગ્રી તકનીકોના સતત વિકાસ સાથે, લિથિયમ બેટરી નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડ એડિટિવ્સ અને સિરામિક મેમ્બ્રેન કેરિયર્સ જેવા ઉભરતા ક્ષેત્રો માટે સિલિકોન કાર્બાઇડ પણ વિકસાવવામાં આવી રહ્યું છે.
Ⅳ. સારાંશ અને દૃષ્ટિકોણ
બ્લેક સિલિકોન કાર્બાઇડ તેના ઉત્તમ યાંત્રિક, થર્મલ અને રાસાયણિક ગુણધર્મો સાથે ઘણા ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં અનિવાર્ય ભૂમિકા ભજવે છે. ઉત્પાદન ટેકનોલોજી, ઉત્પાદન કણોના કદ નિયંત્રણ, શુદ્ધતા શુદ્ધિકરણ અને એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોના સતત વિસ્તરણ સાથે, બ્લેક સિલિકોન કાર્બાઇડ ઉચ્ચ પ્રદર્શન અને ચોકસાઇ તરફ વિકાસ કરી રહ્યું છે.
ભવિષ્યમાં, નવી ઉર્જા, ઇલેક્ટ્રોનિક સિરામિક્સ, ઉચ્ચ કક્ષાના ઉદ્યોગોના ઝડપી વિકાસ સાથેપીસવું અને બુદ્ધિશાળી ઉત્પાદન, બ્લેક સિલિકોન કાર્બાઇડ ઉચ્ચ-સ્તરીય ઉત્પાદનના ક્ષેત્રમાં વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવશે અને અદ્યતન સામગ્રી ટેકનોલોજી સિસ્ટમનો મુખ્ય ઘટક બનશે.