บทบาทของซิลิกอนคาร์ไบด์สีเขียวในฐานะสารตัวเติมในวัสดุคอมโพสิต

บทบาทของซิลิกอนคาร์ไบด์สีเขียวในฐานะสารตัวเติมในวัสดุคอมโพสิต

ซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวมีชื่อเสียงในด้านความแข็งสูง การนำความร้อนที่ดีเยี่ยม ความเสถียรทางเคมีที่ดี และความทนทานต่อการสึกหรอ เมื่อเติมลงในวัสดุคอมโพสิต (เช่น คอมโพสิตที่ทำจากพอลิเมอร์ โลหะ หรือเซรามิก) จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของวัสดุเมทริกซ์ได้อย่างมาก

ประโยชน์หลักๆ สามารถสรุปได้ดังนี้:

1. ปรับปรุงความแข็งและความต้านทานการสึกหรออย่างมีนัยสำคัญ

กลไกการออกฤทธิ์: ซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวมีความแข็งโมห์ส 9.2-9.3 รองจากเพชรและโบรอนคาร์ไบด์ การกระจายตัวของอนุภาคอย่างสม่ำเสมอในวัสดุเมทริกซ์ที่อ่อนกว่า (เช่น เรซินอีพอกซี ไนลอน ยาง หรือโลหะผสมอะลูมิเนียม) จะสร้างเกราะป้องกัน คล้ายกับ “เกราะ” ขนาดเล็กจำนวนนับไม่ถ้วนฝังอยู่ภายในวัสดุ

ผลลัพธ์: ความต้านทานพื้นผิวของวัสดุคอมโพสิตต่อรอยขีดข่วน การสึกหรอ และการเสียรูปพลาสติกเพิ่มขึ้นอย่างมาก ทำให้ผลิตภัณฑ์นี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการความทนทานต่อการสึกหรอสูง เช่น:

แผ่นซับ, ท่อส่ง, ใบพัดที่ทนทานต่อการสึกหรอ

ผ้าเบรก แผ่นคลัตช์ (เพิ่มค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานและความต้านทานการสึกหรอ)

ยางสมรรถนะสูง (ใช้เป็นวัสดุเสริมแรงเพื่อปรับปรุงความทนทานต่อการสึกหรอของยางและยืดอายุการใช้งาน)

2. คุณสมบัติเชิงกลที่ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ

กลไกการออกฤทธิ์: อนุภาคคาร์ไบด์ซิลิกอนสีเขียวแข็งทำหน้าที่เป็นเฟสเสริมแรง ถ่ายโอนและกระจายแรงที่กระทำต่อวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ ยับยั้งการเสียรูปและการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวในวัสดุเมทริกซ์

ผลลัพธ์: ความแข็งแรงของวัสดุคอมโพสิตเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ทั้งในด้านแรงอัด แรงดัด ความแข็ง และเสถียรภาพเชิงมิติ อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้ววัสดุคอมโพสิตจะเพิ่มความเปราะบาง ดังนั้น อัตราส่วนการเติมและการกระจายขนาดอนุภาคจึงจำเป็นต้องปรับตามการใช้งาน

3. คุณสมบัติทางความร้อนที่ได้รับการปรับปรุงอย่างดีเยี่ยม

การนำความร้อนสูง: ซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวมีค่าการนำความร้อนสูงมาก (ประมาณ 100-140 W/m·K) การเพิ่มลงในวัสดุตัวนำความร้อนคุณภาพต่ำ เช่น พอลิเมอร์ สามารถปรับปรุงค่าการนำความร้อนของคอมโพสิตได้อย่างมีนัยสำคัญ

การใช้งาน: ใช้ในวัสดุบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ซิลิโคนนำความร้อน พลาสติกนำความร้อน และวัสดุอื่นๆ เพื่อช่วยระบายความร้อนจากส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ: ซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำมาก การผสมเข้ากับเมทริกซ์การขยายตัวทางความร้อนสูง (เช่น เรซินหรือโลหะ) สามารถลดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุโดยรวม ทำให้ผลิตภัณฑ์มีความเสถียรทางมิติมากขึ้นภายใต้ความผันผวนของอุณหภูมิ

การใช้งาน: ส่วนประกอบของเครื่องมือความแม่นยำ แพลตฟอร์มออปติก และอุปกรณ์อื่นๆ ที่ไวต่อการเสียรูปเนื่องจากความร้อน

4.
กลไกการทำงานเพื่อประสิทธิภาพการเสียดสีที่ได้รับการปรับปรุง: ในวัสดุเสียดสี (เช่น ผ้าเบรก) ซิลิกอนคาร์ไบด์สีเขียวทำหน้าที่เป็นวัสดุขัดถูที่ทนทานต่อการสึกหรอซึ่งให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่เสถียร

ผลลัพธ์: ช่วยให้พื้นผิวเสียดสีสะอาด ป้องกันการลื่นไถล และให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่เสถียร เชื่อถือได้ และทนทาน ป้องกันไม่ให้ประสิทธิภาพการเบรกลดลง

5. ฟังก์ชั่นอื่นๆ

ความเสถียรทางเคมี: ซิลิกอนคาร์ไบด์สีเขียวทนกรดและด่าง ช่วยเพิ่มความทนทานของวัสดุคอมโพสิตในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน

ความสามารถในการแปรรูป: ในบางกรณี การเพิ่มอนุภาคแข็งอาจทำให้เครื่องมือตัดเฉือนสึกหรอมากขึ้น แต่ก็อาจช่วยเพิ่มความสามารถในการเจียรหรือขัดเงาของวัสดุได้เช่นกัน

สรุปการสมัคร

ผลิตภัณฑ์ทนทานต่อการสึกหรอ: ส่วนประกอบปั๊มโคลน แผ่นบุเครื่องจักรทำเหมือง และชิ้นส่วนทนทานต่อการสึกหรอสำหรับเครื่องจักรกลการเกษตร

วัสดุเสียดทาน: ผ้าเบรกและแผ่นคลัตช์ยานยนต์ประสิทธิภาพสูง

วัสดุที่นำความร้อน: แผ่นระบายความร้อน LED, สารประกอบระบายความร้อน CPU และวัสดุบรรจุภัณฑ์สำหรับโมดูลพลังงาน

ชิ้นส่วนโครงสร้าง: ส่วนประกอบอากาศยานและยานยนต์ที่ต้องมีความแข็งสูง การเสียรูปเนื่องจากความร้อนต่ำ และความทนทานต่อการสึกหรอในระดับหนึ่ง

สารเคลือบพิเศษและเซรามิก: ใช้ในการผลิตสารเคลือบที่ทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อน และเซรามิกโครงสร้าง