نقش کلیدی پودر کاربید سیلیکون سبز در مواد نسوز
پودر کاربید سیلیکون سبز، اسمش سفت به نظر میرسد. اساساً نوعیکاربید سیلیکون (SiC)که در دمای بیش از ۲۰۰۰ درجه در کوره مقاومتی با مواد اولیهای مانند ماسه کوارتز و کک نفتی ذوب میشود. متفاوت از روش رایجکاربید سیلیکون سیاه، در مرحله آخر ذوب، کنترل دقیقی بر فرآیند دارد، با ناخالصیهای بسیار کم و خلوص کریستالی بالا، بنابراین رنگ سبز یا سبز تیره منحصر به فردی را ارائه میدهد. این «خلوص» به آن سختی تقریباً بالایی میدهد (سختی موهس به اندازه ۹.۲-۹.۳ است که تنها پس از الماس و کاربید بور قرار دارد) و رسانایی حرارتی بسیار عالی و استحکام در دمای بالا را به آن میدهد. در عرصه مواد نسوز، این یک «استخوان سخت» است که میتواند در برابر حرارت مقاومت کند، بجنگد، گرما را تحمل کند و بسازد.
بنابراین، چگونه این پودر سبز میتواند قدرت خود را در دنیای خشن مواد نسوز نشان دهد و به یک "مرد کلیدی" ضروری تبدیل شود؟
بهبود استحکام و ریختهگری «استخوانهای فولادی» مقاوم در برابر دمای بالا: مواد نسوز بیش از همه از «عدم توانایی تحمل» دمای بالا، نرم شدن و فروپاشی میترسند.میکروپودر کاربید سیلیکون سبزسختی بسیار بالا و مقاومت عالی در دمای بالا دارد. افزودن آن به انواع مواد نسوز ریختنی، مواد کوبشی یا آجرها مانند افزودن مش فولادی با مقاومت بالا به بتن است. این ماده میتواند یک اسکلت نگهدارنده محکم در ماتریس تشکیل دهد و در برابر تغییر شکل و نرم شدن مواد تحت بار دمای بالا تا حد زیادی مقاومت کند. مواد ریختنی کانال آهن کوره بلند یک کارخانه بزرگ فولاد قبلاً از مواد معمولی استفاده میکردند که به سرعت فرسایش مییافتند، سرعت جریان آهن قابل افزایش نبود و نگهداری مکرر باعث تأخیر در تولید میشد. بعداً، پیشرفتهای فنی حاصل شد و نسبتمیکروپودر کاربید سیلیکون سبز به شدت افزایش یافت. «هی، فوقالعادهست!» مدیر کارگاه بعداً به یاد آورد: «وقتی ماده جدید قرار داده شد، آهن مذاب از آن عبور کرد، سمت کانال به وضوح «جویده» شد، سرعت جریان آهن وارونه شد و تعداد دفعات تعمیر و نگهداری بیش از نصف کاهش یافت و همه صرفهجوییها پول واقعی بود!» این استحکام اساس طول عمر تجهیزات با دمای بالا است.
بهبود رسانایی گرما و نصب یک «سینک حرارتی» روی ماده: هرچه ماده نسوز عایق حرارتی بیشتری داشته باشد، بهتر است! برای مکانهایی مانند دربهای کوره کک و دیوارههای جانبی سلولهای الکترولیتی آلومینیومی، خود ماده باید به سرعت گرمای داخلی را هدایت کند تا از بالا رفتن بیش از حد دما و آسیب دیدن آن در محل جلوگیری شود. رسانایی حرارتی میکروپودر کاربید سیلیکون سبز قطعاً در بین مواد غیرفلزی یک «دانشجوی عالی» است (ضریب رسانایی حرارتی دمای اتاق میتواند به بیش از 125 وات بر متر بر کلوین برسد که دهها برابر آجرهای رسی معمولی است). افزودن آن به ماده نسوز در یک قسمت خاص مانند تعبیه یک «لوله حرارتی» کارآمد در ماده است که میتواند رسانایی حرارتی کلی را به طور قابل توجهی بهبود بخشد، به دفع سریع و یکنواخت گرما کمک کند و از گرم شدن بیش از حد موضعی و پوسته پوسته شدن یا آسیب ناشی از «سوزش سر دل» جلوگیری کند.
افزایش مقاومت در برابر شوک حرارتی و ایجاد توانایی «آرام ماندن در مواجهه با تغییرات»: یکی از دردسرسازترین «مشکلات» مواد نسوز، سرد و گرم شدن سریع است. کوره روشن و خاموش میشود و دما به شدت نوسان میکند و مواد معمولی به راحتی «منفجر» میشوند و کنده میشوند.کاربید سیلیکون سبزمیکروپودر ضریب انبساط حرارتی نسبتاً کمی و رسانایی حرارتی سریعی دارد که میتواند به سرعت تنش ناشی از اختلاف دما را متعادل کند. وارد کردن آن به سیستم نسوز میتواند توانایی ماده را در مقاومت در برابر تغییرات ناگهانی دما، یعنی "مقاومت در برابر شوک حرارتی" به طور قابل توجهی بهبود بخشد. چدن ریختهگری دهانه کوره کوره دوار سیمان در معرض شدیدترین شوکهای سرد و گرم قرار دارد و عمر کوتاه آن یک مشکل دیرینه بود. یک مهندس باتجربه ساخت کوره به من گفت: "از زمان استفاده از چدنهای ریختهگری با استحکام بالا با میکروپودر کاربید سیلیکون سبز به عنوان سنگدانه و پودر اصلی، اثر آن فوری بوده است. وقتی باد سرد هنگام توقف کوره برای تعمیر و نگهداری میوزد، سایر قسمتها ترک میخورند، اما این ماده دهانه کوره محکم و پایدار است و ترکهای سطحی کمتری وجود دارد. پس از یک چرخه، اتلاف به طور قابل توجهی کاهش مییابد و بسیاری از تلاشهای تعمیر را صرفهجویی میکند!" این "آرامش" برای مقابله با فراز و نشیبهای تولید است.
زیرامیکروپودر کاربید سیلیکون سبز این ماده با ترکیب استحکام بالا، رسانایی حرارتی بالا، مقاومت عالی در برابر شوک حرارتی و مقاومت قوی در برابر فرسایش، به "یار روح" در فرمولاسیون مواد نسوز مدرن با کارایی بالا تبدیل شده است. از کورههای بلند، مبدلها، ترانشههای آهن و مخازن اژدر در متالورژی آهن و فولاد گرفته تا سلولهای الکترولیتی در متالورژی غیرآهنی؛ از بخشهای کلیدی کورههای سیمان و کورههای شیشه در صنعت مصالح ساختمانی گرفته تا کورههای بسیار خورنده در زمینههای صنایع شیمیایی، برق و سوزاندن زباله و حتی فنجانهای ریختهگری و آجرهای فولادی روان برای ریختهگری... هر جا که دمای بالا، سایش، تغییر ناگهانی و فرسایش وجود داشته باشد، این ریزپودر سبز فعال است. این ماده بیصدا در هر آجر نسوز و هر مربع از مواد ریختنی جاسازی شده و محافظت محکمی را برای "قلب" صنعت - کورههای دمای بالا - فراهم میکند.
البته، «کشت» میکروپودر کاربید سیلیکون سبز به خودی خود آسان نیست. از انتخاب مواد اولیه، کنترل دقیق فرآیند ذوب کوره مقاومتی (برای اطمینان از خلوص و سبز بودن)، تا خرد کردن، آسیاب کردن، اسیدشویی و حذف ناخالصی، طبقهبندی دقیق هیدرولیکی یا جریان هوا، تا بستهبندی دقیق بر اساس توزیع اندازه ذرات (از چند میکرون تا صدها میکرون)، هر مرحله با عملکرد پایدار محصول نهایی مرتبط است. به طور خاص، خلوص، توزیع اندازه ذرات و شکل ذرات میکروپودر مستقیماً بر پراکندگی و تأثیر آن در مواد نسوز تأثیر میگذارد. میتوان گفت که میکروپودر کاربید سیلیکون سبز با کیفیت بالا، خود محصول ترکیبی از فناوری و صنعتگری است.