เซรามิกคาร์ไบด์ซิลิคอน (SiC) เป็นวัสดุเซรามิกขั้นสูงที่ประกอบด้วยซิลิคอนและคาร์บอน โดยพบในธรรมชาติในรูปแบบของแร่โมอิสซาไนต์ซึ่งหายากมาก ผง SiC ผลิตขึ้นในปริมาณมากตั้งแต่ปี 1893 เพื่อใช้เป็นวัสดุขัดถู อนุภาคของซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถนำไปเผาผนึกเข้าด้วยกันเพื่อสร้างเซรามิกที่มีความแข็งเป็นพิเศษ

ด้วยความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีการป้องกันประเทศสมัยใหม่ นิวเคลียร์ และอวกาศ อุตสาหกรรมยานยนต์ และวิศวกรรมทางทะเล ความต้องการในวัสดุต่างๆ กำลังเข้มงวดมากขึ้น การพัฒนาวัสดุโครงสร้างประสิทธิภาพสูงใหม่ๆ จึงกลายเป็นความสำคัญเร่งด่วน

วัสดุเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมหลายประการ รวมถึงความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิสูง ความต้านทานการสึกหรอที่ยอดเยี่ยม ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ ความแข็งสูง ความทนทานต่อแรงกระแทกจากความร้อน และความต้านทานการกัดกร่อนทางเคมี ด้วยเหตุนี้ จึงมีการนำไปใช้อย่างกว้างขวางในหลากหลายภาคส่วน เช่น ยานยนต์ เครื่องจักรกล และวิศวกรรมเคมี รวมถึงการปกป้องสิ่งแวดล้อม เทคโนโลยีการบินและอวกาศ อิเล็กทรอนิกส์สารสนเทศ และพลังงาน ซิลิคอนคาร์ไบด์ได้กลายเป็นเซรามิกโครงสร้างที่ขาดไม่ได้ แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในหลายสาขาอุตสาหกรรม

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เซรามิกคาร์ไบด์ซิลิคอนได้รับการนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีเป็นภาชนะและท่อที่ทนต่อการกัดกร่อน ในขณะที่ในภาควิศวกรรมเครื่องกลได้ถูกนำไปใช้สำเร็จในตลับลูกปืน เครื่องมือตัด และซีลกลไกต่างๆ นอกจากนี้ คาร์ไบด์ซิลิคอนยังถือว่าเป็นตัวเลือกที่มีศักยภาพมากที่สุดสำหรับการประยุกต์ใช้ในอนาคตในอุตสาหกรรมการบินและยานยนต์สำหรับการผลิตกังหันก๊าซ หัวฉีดจรวด และชิ้นส่วนเครื่องยนต์

เมื่ออุณหภูมิในปฏิกิริยาออกซิเจนถึง 1300°C ชั้นป้องกันของซิลิคอนไดออกไซด์จะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของผลึกคาร์ไบด์ซิลิคอน เมื่อชั้นป้องกันนี้หนาขึ้น มันจะต้านทานการยึดเกาะเพิ่มเติมของคาร์ไบด์ซิลิคอนที่อยู่ด้านล่าง ส่งผลให้วัสดุมีความต้านทานทางเคมีที่ยอดเยี่ยม ในแง่ของความต้านทานต่อกรด ด่าง และสารประกอบต่างๆ คาร์ไบด์ซิลิคอนแสดงการต้านทานกรดที่แข็งแกร่งเนื่องจากฟิล์มป้องกันซิลิคอนไดออกไซด์ แต่มีความต้านทานด่างต่ำ

ความหนาแน่นของผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์ชนิดต่าง ๆ มีความคล้ายคลึงกัน โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 3.20 กรัมต่อลูกบาศก์มิลลิเมตร ซิลิคอนคาร์ไบด์มีความแข็ง 9.5 ตามมาตราส่วนโมห์ส และความแข็งตามวิธีวิคเกอร์ส 2670–2815 กิโลกรัมต่อตารางมิลลิเมตร ซึ่งสูงกว่าคอรันดัมในกลุ่มวัสดุขัดถู และรองจากเพชร, ไนไตรด์บอโรนลูกบาศก์ และคาร์บอนบอโรนเท่านั้น เซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์มีความนำความร้อนสูงมากและมีความทนทานต่อความร้อนสูงมากเช่นกัน รวมถึงมีสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ ทำให้เป็นวัสดุทนไฟที่เหนือกว่า

เซรามิกคาร์ไบด์ซิลิคอนอุตสาหกรรมเป็นสารกึ่งตัวนำที่แสดงการนำไฟฟ้าจากสิ่งเจือปน ความต้านทานภายในของคาร์ไบด์ซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูงจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น การนำไฟฟ้าของคาร์ไบด์ซิลิคอนยังเปลี่ยนแปลงตามสิ่งเจือปนที่มีอยู่ด้วย

ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นสารประกอบที่มีพันธะโควาเลนต์แข็งแรง ลักษณะไอออนิกของพันธะ Si-C ใน SiC มีค่าประมาณ 121 TP3T เท่านั้น ดังนั้น ซิลิคอนคาร์ไบด์จึงมีความแข็งสูง มีค่าโมดูลัสยืดหยุ่นสูง และทนต่อการสึกหรอได้ดีเยี่ยม ควรสังเกตว่าชั้นซิลิคอนไดออกไซด์ที่เกิดบนพื้นผิวของซิลิคอนคาร์ไบด์จะยับยั้งการแพร่ของออกซิเจนระหว่างการออกซิเดชัน ส่งผลให้อัตราการออกซิเดชันค่อนข้างต่ำ

ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นคาร์ไบด์ที่ถูกค้นพบโดยบังเอิญโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันชื่อแอชสันในปี 1891 ระหว่างการทดลองหลอมเพชร ในตอนนั้นมันถูกเข้าใจผิดว่าเป็นส่วนผสมของเพชร ในปี 1893, อชีสันได้พัฒนาวิธีการอุตสาหกรรมสำหรับการหลอมซิลิกอนคาร์ไบด์ ซึ่งรู้จักกันทั่วไปว่าเป็นเตาหลอมอชีสัน. กระบวนการนี้ยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน. มันใช้วัสดุที่มีคาร์บอนเป็นฐานเป็นแกนเตาหลอมไฟฟ้า โดยให้ความร้อนแก่ส่วนผสมของควอตซ์ (SiO₂) และคาร์บอนเพื่อสร้างซิลิกอนคาร์ไบด์.

ซิลิคอนคาร์ไบด์ถูกค้นพบครั้งแรกในอุกกาบาตเมื่อปี ค.ศ. 1905

ไดโอดเปล่งแสงคริสตัลซิลิคอนคาร์ไบด์ตัวแรกถือกำเนิดขึ้นในปี ค.ศ. 1907

ในปี 1955 ภายหลังการค้นพบทางทฤษฎีและเทคโนโลยีที่สำคัญ LELY ได้แนะนำแนวคิดของการคาร์บอไนซ์คุณภาพสูง ซึ่งทำให้ SiC ถูกนำมาใช้เป็นวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญ

การประชุมโลกครั้งแรกเกี่ยวกับซิลิกอนคาร์ไบด์จัดขึ้นที่บอสตันในปี 1958 เพื่อการแลกเปลี่ยนทางวิชาการ

ตั้งแต่ปี 1987 จนถึงปัจจุบัน ได้มีการจัดตั้งสายการผลิตซิลิคอนคาร์ไบด์ขึ้นโดยอาศัยความสำเร็จทางการวิจัยของ CREE โดยมีผู้จัดหาวัสดุซิลิคอนคาร์ไบด์เชิงพาณิชย์เริ่มดำเนินการจัดหาวัสดุตั้งต้นให้กับสายการผลิต

เซรามิกคาร์ไบด์ซิลิคอนมีการประยุกต์ใช้หลักในสี่ภาคส่วนสำคัญ ได้แก่ เซรามิกส์เชิงฟังก์ชัน วัสดุทนไฟขั้นสูง วัสดุขัดถู และวัตถุดิบทางโลหะวิทยา วัตถุดิบคาร์ไบด์ซิลิคอนมีจำหน่ายในปริมาณมากและไม่สามารถจัดเป็นผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีขั้นสูงได้ นอกจากนี้ การประยุกต์ใช้ผงนาโนคาร์ไบด์ซิลิคอนที่มีความซับซ้อนทางเทคนิคสูงไม่สามารถบรรลุผลประหยัดต่อขนาดภายในระยะเวลาอันสั้นได้

(1) ในฐานะวัสดุขัดถู สามารถใช้ในเครื่องมือเจียร เช่น ล้อเจียร หินเจียร หัวเจียร และบล็อกเจียร

(2) เป็นสารลดออกซิเจนทางโลหะวิทยาและวัสดุทนความร้อนสูง

(3) ผลึกเดี่ยวที่มีความบริสุทธิ์สูง เหมาะสำหรับการใช้งานในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์และการผลิตเส้นใยซิลิคอนคาร์ไบด์

ZhiHao Ceramics เป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการผลิตเซรามิกคาร์ไบด์ซิลิคอนตามความต้องการเฉพาะของคุณ ตอบสนองความต้องการในการสร้างต้นแบบเซรามิกขั้นสูงของคุณ เรามีความยินดีที่จะให้คำแนะนำเกี่ยวกับวัสดุ การออกแบบ และการใช้งาน โดยอาศัยประสบการณ์อันกว้างขวางของเราในด้านเซรามิกขั้นสูง หากคุณต้องการซื้อแผ่นซิลิคอนคาร์ไบด์ หลอด ท่อ หรือชิ้นส่วนที่ผลิตตามความต้องการ โปรดติดต่อเรา ผู้เชี่ยวชาญของเราทุกคนยินดีให้ความช่วยเหลือคุณ!