साहित्य

सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) ला कार्बोरंडम असेही म्हणतात, जे क्वार्ट्ज वाळू, पेट्रोलियम कोक (किंवा कोल कोक), लाकडाचे तुकडे (जे ग्रीन सिलिकॉन कार्बाइड तयार करताना टाकावे लागतात) इत्यादींपासून बनवले जाते. निसर्गात तुती नावाचे एक दुर्मिळ खनिज देखील सिलिकॉन कार्बाइडमध्ये आढळते. सध्याच्या C, N, B आणि इतर नॉन-ऑक्साइड उच्च तंत्रज्ञान रिफ्रॅक्टरी कच्च्या मालामध्ये, सिलिकॉन कार्बाइड हे सर्वात जास्त वापरल्या जाणाऱ्या आणि किफायतशीर सामग्रीपैकी एक आहे, ज्याला गोल्ड स्टील सँड किंवा रिफ्रॅक्टरी सँड असेही म्हटले जाते. सध्या, चीनमधील सिलिकॉन कार्बाइडचे औद्योगिक उत्पादन ब्लॅक सिलिकॉन कार्बाइड आणि ग्रीन सिलिकॉन कार्बाइडमध्ये विभागलेले आहे, हे दोन्ही ३.२० ~ ३.२५ या प्रमाणात षटकोनी स्फटिक असून त्यांची सूक्ष्मकठोरता २८४० ~ ३३२० किलोग्रॅम/मीटर² आहे.

सिलिकॉन कार्बाइड उत्पादनांचे वर्गीकरण वेगवेगळ्या वापराच्या वातावरणानुसार अनेक प्रकारांमध्ये केले जाते. याचा वापर सामान्यतः अधिक यांत्रिक कामांसाठी केला जातो. उदाहरणार्थ, सिलिकॉन कार्बाइड हे सिलिकॉन कार्बाइड मेकॅनिकल सीलसाठी एक आदर्श साहित्य आहे, कारण त्यात चांगला रासायनिक क्षरण प्रतिरोध, उच्च सामर्थ्य, उच्च कडकपणा, चांगला झीज प्रतिरोध, कमी घर्षण गुणांक आणि उच्च तापमान प्रतिरोध हे गुणधर्म आहेत.

एसआयसी (SIC) सील रिंग्सचे स्थिर रिंग, फिरती रिंग, सपाट रिंग इत्यादींमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते. ग्राहकांच्या विशेष गरजेनुसार, एसआयसी सिलिकॉनपासून सिलिकॉन कार्बाइड रोटरी रिंग, सिलिकॉन कार्बाइड स्टेशनरी सीट, सिलिकॉन कार्बाइड बुश इत्यादी विविध कार्बाइड उत्पादने बनवता येतात. याचा वापर ग्राफाइट मटेरियलसोबतही केला जाऊ शकतो आणि याचा घर्षण गुणांक ॲल्युमिना सिरेमिक व हार्ड अलॉयपेक्षा कमी असतो, त्यामुळे याचा वापर उच्च पीव्ही (PV) मूल्याच्या ठिकाणी, विशेषतः तीव्र आम्ल आणि तीव्र अल्कलीच्या परिस्थितीत केला जाऊ शकतो.

मेकॅनिकल सील्समध्ये एसआयसी (SIC) वापरण्याचा एक प्रमुख फायदा म्हणजे त्याचे कमी घर्षण. त्यामुळे, एसआयसी इतर सामग्रीच्या तुलनेत झीज अधिक चांगल्या प्रकारे सहन करू शकते, ज्यामुळे सीलचे आयुष्य वाढते. याव्यतिरिक्त, एसआयसीच्या कमी घर्षणामुळे स्नेहन (लुब्रिकेशन) करण्याची गरज कमी होते. स्नेहन नसल्यामुळे दूषित होण्याची आणि क्षरण होण्याची शक्यता कमी होते, ज्यामुळे कार्यक्षमता आणि विश्वसनीयता सुधारते.

SIC मध्ये झीज होण्यासही उत्तम प्रतिकारशक्ती असते. याचा अर्थ असा की, ते खराब न होता किंवा न तुटता सततच्या वापराला टिकून राहू शकते. यामुळे, ज्या उपयोगांमध्ये उच्च पातळीची विश्वसनीयता आणि टिकाऊपणा आवश्यक असतो, त्यांच्यासाठी हे एक परिपूर्ण साहित्य ठरते.

याला पुन्हा लॅपिंग आणि पॉलिश देखील करता येते, जेणेकरून सील त्याच्या आयुष्यभरात अनेक वेळा नूतनीकरण करता येते. त्याच्या चांगल्या रासायनिक गंज-प्रतिरोधकतेमुळे, उच्च सामर्थ्यामुळे, उच्च कठीणपणामुळे, चांगल्या झीज-प्रतिरोधकतेमुळे, कमी घर्षण गुणांकामुळे आणि उच्च तापमान-प्रतिरोधकतेमुळे, याचा वापर सामान्यतः मेकॅनिकल सील्ससारख्या यांत्रिक कामांमध्ये अधिक केला जातो.

जेव्हा मेकॅनिकल सीलच्या पृष्ठभागांसाठी वापरले जाते, तेव्हा सिलिकॉन कार्बाइडमुळे टर्बाइन, कंप्रेसर आणि सेंट्रीफ्यूगल पंप यांसारख्या फिरणाऱ्या उपकरणांची कार्यक्षमता सुधारते, सीलचे आयुष्य वाढते, देखभालीचा खर्च कमी होतो आणि चालवण्याचा खर्चही कमी होतो. सिलिकॉन कार्बाइडचे उत्पादन कसे केले जाते यावर अवलंबून त्याचे गुणधर्म वेगवेगळे असू शकतात. एका रासायनिक प्रक्रियेत सिलिकॉन कार्बाइडचे कण एकमेकांशी जोडून रिॲक्शन बॉन्डेड सिलिकॉन कार्बाइड तयार केले जाते.

या प्रक्रियेमुळे पदार्थाच्या बहुतेक भौतिक आणि औष्णिक गुणधर्मांवर लक्षणीय परिणाम होत नाही, तथापि त्यामुळे पदार्थाची रासायनिक प्रतिकारशक्ती मर्यादित होते. सर्वात सामान्यपणे समस्या निर्माण करणारी रसायने म्हणजे कॉस्टिक (आणि इतर उच्च pH असलेली रसायने) आणि तीव्र आम्ल, आणि म्हणूनच रिॲक्शन-बॉन्डेड सिलिकॉन कार्बाइडचा वापर या अनुप्रयोगांमध्ये करू नये.

प्रतिक्रिया-सिंटर्ड इनफिल्ट्रेटेडसिलिकॉन कार्बाइड. अशा पदार्थामध्ये, अंतःप्रवेशाच्या (infiltration) प्रक्रियेत धातुरूप सिलिकॉन जाळून मूळ एसआयसी (SIC) पदार्थाची छिद्रे भरली जातात, त्यामुळे दुय्यम एसआयसी (SiC) तयार होते आणि पदार्थाला अपवादात्मक यांत्रिक गुणधर्म प्राप्त होतात, ज्यामुळे तो झीज-प्रतिरोधक बनतो. त्याच्या कमीत कमी आकुंचनामुळे, त्याचा उपयोग जवळच्या सहनशीलतेसह (close tolerances) मोठे आणि गुंतागुंतीचे भाग तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. तथापि, सिलिकॉनच्या प्रमाणामुळे कमाल कार्यकारी तापमान १,३५०°C पर्यंत मर्यादित होते, तसेच रासायनिक प्रतिकारशक्ती देखील सुमारे pH १० पर्यंत मर्यादित असते. आक्रमक अल्कधर्मी वातावरणात या पदार्थाच्या वापराची शिफारस केली जात नाही.

सिंटर्डपदार्थाच्या कणांमध्ये मजबूत बंध तयार करण्यासाठी, पूर्व-संक्षिप्त अतिसूक्ष्म एसआयसी (SIC) कणांना 2000 °C तापमानावर सिंटर करून सिलिकॉन कार्बाइड मिळवले जाते.
प्रथम, जाळी जाड होते, नंतर सच्छिद्रता कमी होते आणि शेवटी कणांमधील बंध एकत्र जोडले जातात. अशा प्रक्रियेदरम्यान, उत्पादनामध्ये सुमारे २०% इतके लक्षणीय आकुंचन होते.
SSIC सील रिंग सर्व रसायनांना प्रतिरोधक आहे. त्याच्या संरचनेत धातुरूप सिलिकॉन नसल्यामुळे, त्याची मजबुती कमी न होता १६००°C पर्यंतच्या तापमानात त्याचा वापर केला जाऊ शकतो.