محبوبترینها
با چاپ روی وسایل یک کسب و کار پرسود بسازید
قیمت دیگ بخار و تولیدکننده اصلی دیگ بخار
معروف‌ترین هدیه و سوغاتی یزد مشخص شد!
آشنایی با انواع دوربین مداربسته ضد آب
پرداخت اینترنتی قبوض ساختمان (پرداخت قبض گاز، برق و آب)
بهترین دوره آموزش سئو محتوا در سال 1403 با نام طوفان ۱۴۰۳ در فروردین ماه شروع می شود
یک صرافی ارز دیجیتال چه امکاناتی باید داشته باشد؟
تعمیرگاه مجاز تعمیر ماشین لباسشویی در شرق تهران
تعمیرگاه مجاز تعمیر ماشین لباسشویی در شرق تهران
جراحی و درمان ریشه دندان عفونی با خانم دکتر صفوراامامی
چه مواردی بر قیمت کابین دوش حمام تاثیر دارند؟
صفحه اول
آرشیو مطالب
ورود/عضویت
هواشناسی
قیمت طلا سکه و ارز
قیمت خودرو
مطالب در سایت شما
تبادل لینک
ارتباط با ما
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
آمار وبسایت
تعداد کل بازدیدها :
1798374589
سیلیسیوم کاربید (SiG)
واضح آرشیو وب فارسی:راسخون:
سیلیسیوم کاربید (SiG) مترجم : حبیب الله علیخانی منبع: راسخون مقدمه : امروزه تولید مواد مقاوم و با دوام در برابر عوامل محیطی از جمله خوردگی ، سایش ، تغییرات دمایی و .. متداول گشته است . از آنجایی که سیلیسیم کاربید ( SiG) ماده ای مقاوم و مناسب جهت مصارف مختلف است در این مقاله سعی در آشنا کردن شما با خواص ، تولید و ویژگی های این ماده ی ارزشمند می کنیم . امیدواریم که مطالب بیان شده کمکی هر چند کوچک در جهت بهروزی و پیشرفت مملکت بزرگ و اسلامیمان نماید . سیلیسیم کاربید : سیلیسیم کاربید ماده ای کریستالین ( بلوری ) با وزن ملکولی 07/40 است که از لحاظ رنگ از زرد کمرنگ یا سبز تا یاه است . که این رنگها وابسته به نوع ناخالصی های آن خاست . صفحات هکزاگونال سبزرنگ سیلیسیم کاربید که به صورت طبیعی در فلزات شهاب سنگ کانن دیابل ، آریزونا ( Canon Diablo , Arizona) گزارش شده است و نام معدنی موسانیت ( Moissanite ) دارد . که علت این نامگذاری هنری مولیسان ( Henri Moisson ) است . البته صرف نظر از این مطلب این ماده ( SiG) ماده ای مصنوعی است . تولید تجاری این ماده که در کوره ی الکتریکی انجام می شود معمولاً کلوخه هایی از کریستال های رنگ وارنگ ایجاد می کند . این رنگ وارنگ شدن به علت تشکیل لایه ای نازک از سیلیس ( ) بر روی سطح سیلیسیم کاربید است که با شستشو با اسید فلوریک ( HF ) از بین می رود . عمده ترین مصرف سیلیسیم کاربید در صنایع نسوز و ساینده ها است دانه هایی از محصولات تجاری سیلیسیم کاربید که به وسیله ی آسیاب کردن ایجاد شدند در رنگهای مشکی و سبز به نظر می آیند . از این ماده در اجزای گرم کننده ی کوره های الکتریکی استفاده می گردد . همچنین در جاهایی که مقاومت در برابر پرتوهای هسته ای نیاز است از این ماده استفاده می شود . در سال 1891 ، آچسون ( Acheson ) مقدار کمی سیلیسیم کاربید در هنگام آزمایش و به صورت تصادفی تولید کرد که کمک به تولید مواد سخت از کربن و گل کرد .
.jpg)
عکس شماره ی (1) : سیلیسیوم کاربید تک کریستال او ولتاژ بالایی را از میان مخلوطی از گل و کک به وسیله ی الکترود گرافیتی عبور داد . این مواد در محفظه ای آهنی قرار داشتند ، این محفظه ی آهنی نقش الکترود دیگر را داشت آچسون به ارزش سایندگی این مواد بلورین ایجاد شده پی برد و آنها را آنالیز کرد و به فرمول آن پی برد . او در سپتامبر سال 1891 کمپانی ، کربواندوم ، را بنا نهاد و در 10 می ، 1892 ، مقاله ای در این زمینه منتشر کرد.مراجعی که بعضی مواقع در مورد کار بر روی ترکیبات کربن و سیلیکون به وجود آمده و مدعی این هستند که زودتر از آچسون کار کرده اند در مرجع 3 آمده است ( مخصوصاً کسانی مانند کالسون و اشتزنبرگ ( Colson and Schutzenberg ) که بر روی ترکیبات اکسیدی کار می کردند ). آنها گزارشاتی در مورد رادیکال های 4 اتمی از سیلیکون ( Si ) در سال 1881 دادند . کالسون در سال 1882 ، گزارشی در مورد روشی برای کاهش سیلیکون ( Si ) داد که نتیجه ی آن ( ) گزارش شد . 10 سال بعد در 16 مِی 1892 ، اشتزنبرگ گزارشی در مورد مطالعه و اصلاح فرمول انجام داد و فرمول را به صورت SiG تصحیح نمود . حتی پیش از کالسن ، مارسدن در سال 1881 ، چیزی را که احتمالاً سیلیسیم کاربید بود تولید کرد . او در حال کار روی « تهیه ی کربن الماس مانند یا دیاموند » بود . اما مارسدن بدون تحقیقات بیشتر این بلورهای ناشناس را کنار گذاشت . مویسان همچنین فرمول SiG را پیدا کرد . اما نتایج خود را تا زمانی بعد از آن منتشر نکرد . حقیقت امر این است که اگر خوب بخواهید بدانید از اطلاعات کنونی در مورد توسعه ی پروسه ها ، این مورد مورد قبول است که سیلیسیم کاربید توسط برزلیوس ( Berzelius ) [6] تهیه شده است . ( در آزمایشاتی که در سال 1810 انجام شد ) . و دوباره در سال 1824 ، دیسپرت ( Despretz) [7] این کار را انجام داد . او در حال آزمایش بر روی بر طرف کردن ناخالصی ها بود و البته با این ناخالصی ها مشکل داشت . ( در سال 1849 ) . با وجود این دو تا از برنده های این نشان و اولین مخترعین این ماده به طور آشکار آچسون و کالسون هستند . کارهای کالسون زودتر انجام شده اما گزارش فرمول درست تقریباً همزمان بوده است . اکنون این سخت است که نتیجه بگیریم که کدامیک از این مردها مخترع این ماده هستند . اما از آن جایی که آچسون پشت کار دقیق تری در مورد تشخیص پتانسیل های این ماده ی تازه از خود نشان داد . موجب تولید صنعتی این ماده شد . این به نظر می رسد که باید او را در مورد این کشف سر آمد بدانیم . در حالی که همه ی اعتباری که به کالسون می دهیم . برای همکاری اصلی در زمینه ی شیمی ر کاربید است .
.jpg)
عکس شماره ی (2) : بلورهای سیلیسیوم کاربید ( SiG ) خواص ( property ) : خواص سیلیسیم کاربید وابسته به خلوص و روش تهیه ی نمونه های آن است . تعدادی از داده های ارائه شده در دسترس است که در تعداد معدودی اختلاف وجود دارد [10 ـ 8 ] حتی آن نمونه هایی که می توان آن را به صورت تک کریستال رشد داد . دارای داده های متفاوتی هستند که به خلوص و حتی نوع یا بودن سیلیسیم کاربید وابسته است . هنگامی که در قطعات ، نمونه های بزرگتر را بخواهیم بسازیم مسئله ی دیگری پیش می آید که عبارت اند از : اندازه ی دانه ی مواد خام ، تخلخل ، نوع پیوند بین دانه ها و ... برای نزدیک شدن هر چه بیشتر به خواص سیلیسیم کاربید به طور خود به خود مقادیری را انتخاب می کنیم که به روزتر باشند و در آزمایشاتشان از مواد با خلوص بالاتری بهره برده باشند . به عنوان مثال خود پیوندی ( Self – bonded ) یا دوباره بلوری شدن سیلیسیم کاربید است . این اطلاعات هنوز مورد بحث است . به عنوان مثال تولیدات یا روشهای تست کردن که هر روزه بهبود یافته اند . اما از آنجایی که تولیدات مصنوعی سیلیسیم کاربید ، مخصوصاً برای آنهایی که ساینده های قدیمی هستند و در تولیدات نسوز کاربرد دارند . از این نوع جدید ، مواد پر دانسیته تولید نشده است . اطلاعات بر رو یچنین تولیداتی باید از تولید کننده گرفته شود .
.jpg)
عکس شماره ی (3) : کاربرد سیلیسیوم کاربید در صنایع نسوز خواص فیزیکی ( physical property ) : سختی ( hordness) احتمالاً بهترین خاصیت شناخته شده ی سیلیسیم کاربید است . آن اغلب دارای وضعیت 5/9 در مقیاس موهس است . اما این بیان از آن جایی آمده که این ماده بین الماس در حالت 10 و کوراندوم ( ) در حالت 9 است . تست های آزمایشاتی امروزه توسعه یافته که عمدتاً شامل مقاومت فشاری، ضربه ، مقاومت سایش و ... است . روش سختی نوپ به وسیله ی نشانگذار الماسه دار که توسط تیبالت ( فاهذشعمف ( , kd;,mdsj ) Niyquist ) مورد استفاده شده است . معمولاً استفاده می شود [12] . سختی نوپ 100 g : جدول شماره ی 1
.jpg)
میانگین اطلاعات سختی نوپ زیر بار 100 g با نشانگذار الماس که در آزمایشگاه شرکت کربوراندوم تعیین شده است در جدول 1 آمده است . این ارقام نشان دهنده ی میانگین چندین اندازه گیری هستند ، تفاوت تستها بر روی سیلیسیم کاربید احتمالاً به علت این حقیقت است که این ماده سختی بیشتری در یک جهت دارد . این ماده ان ایزوتروپ است . محققین ولف ، تومان ، فیلدوکلاوک سختی نوپ در زیر بار 25 گرم را تعیین کردند . به جای اینکه از بار 100 گرم استفاده کنند [13] کرانز ( Kranz ) عدد سختی ویکرزی به اندازه ی 5100 کیلوگرم بر میلی متر مربع در زیر بار 100 گرم به دست آورد . [14] چگالی نسبی : تیلور ولیدلور ( Taylorand Laidler ) با استفاده از پارامترهای شبکه دانسیته ی نسبی سیلیسیم کاربید را محاسبه کردند آنها عدد 208/3 برای فرم و 210/3 برای نوع به دست آورند [15] اما لردی که به صورت متداول استفاده می شود 2/3 است . که برای بیشتر کارها با دقت کافی است . برای کیفیت های بالا ، دانسیته ی نسبی 1/3 برای قطعات پر دانسیته اختصاص می یابد که 96 % دانسیته ای که به روش تئوریک به دست می آید و این تفاوت نیز نتیجه ی تخلخل است . کشش : محاسبات اخیر که بر روی سیلیسیم کاربید انجام شده است ( پلیت لیت ( plotelets ) تک کریستال از SiC مورد آزمایش قرار گرفته اند . ماکزیمم استقامت در پوندهای عرضی که توسط « باتا و هاسلمن ( Batha and Hasselman ) اندازه گیری شده است از یک میلیون پوند بر اینچ مربع تجاوز می کند . [16] استقامت در دمای 1750 درجه ی سانتیگراد برای ضخامت یکسان از نمونه ها سه الی چهار برابر استقامت در دمای اتاق است . گزارشات کامل در مورد این پدیده در منبع [17] آمده است . اثر دما بر استحکام سیلیسیم کاربید در جدول 2 آمده است . اثر دما بر روی مقاومت SiC : جدول شماره ی 2
.jpg)
مدل یانگ : هاسلمن ( Hasselman) [18] مدول یانگ 3896 کیلوبار در دمای اتاق را پیشنهاد کرد . که با توافق با واچمن ( wachtman) و ماکسول ( Maxwell ) [19] مدول یانگ برای SiC عدد 3868 کیلوبار پیشنهاد شد . مدل برشی : هاسلمن ( Hasselman) عدد 1673 را برای مدول برشی SiC پیشنهاد کرد [18] در مورد سمیت SiC باید گفت که میزان سمیت آن تقریباً 16/0 تا 18/0 است . ـ عدد 150000 پوند بر اینچ مربع برای مقاومت فشاری توسط پیرل ( pearl ) ، نواک ( Nowack ) و دیبان ( Deban ) گزارش شد [10] خواص نوری : سیلیسیم کاربید ماده ای با ایندکس نسوزی بالایی است . با قدرت شکست نور خیلی قوی و پخش نور بالا است . خواص ترمودینامیک ( Thermo dynamic property ) : گرمای تشکیل سیلیسیم کاربید آلفا ( ) برای واکنش زیر : توسط درووارت ( Drowort ) و دی ماریا ( De Maria ) [20] به وسیله ی داده های طف سنج جرمی به دست آمده است : همچنین مقدار آنتالپی توسط دیوید آنتورپ ( David , Anthorp ) و سیرسی ( Searcy با استفاده از سلول کاندسون ( Knadson cell ) به صورت زیر است : ظرفیت گرمایی و آنتروپی : آخرین ارقام قابل قبول برای ظرفیت گرمایی و آنتروپی آنهایی است که توسط هامفری ( Hamphrey ) ، توود ( Todd ) و کوگلن ( Coughlin ) و کینگ ( King ) ارائه شده که در جدول 3 آمده است (8) ظرفیت گرمایی و آنتروپی : جدول 3
.jpg)
دیاگرام فازی سیستم سیلیسیم کاربید و منحنی کربن ـ سیلیکون ( C-Si ) به وسیله ی اسکیس ( Scace ) و اسلاک ( Slack ) تهیه شده است . که آنتالپی حلالیت آن گزارش شده است . [20 ـ 22 ] واکنش های شیمیایی ( chemical Reactions ) : سیلیسیم کاربید از لحاظ شیمیایی خنثی است . تنها واکنش که ممکن است اتفاق افتد که موجب تغییر ماهیت آن گردد این است که S:C با یک مخلوط از پتاسیم دی کرومات و قلع کرمات حرارت داده شود . این واکنش در دماهای تقریباً بالا اتفاق می افتد . سیلیکات سدیم به سیلیسیم کاربید ( SiC ) در دمای بالاتر از 1300 درجه سانتیگراد حمله می کند . این ماده با کلسیم اکسید ، منیزیم اکسید در دمای بالاتر از 1000 درجه سانتیگراد و با اکسید مس در دمای بالاتر از 800 درجه سانتیگراد واکنش داده و به حالت سیلیسید فلز در می آید . این ماده در برابر مواد قلیایی مانند پتاسیم کرومات یا سدیم کرومات تجزیه می شود و همچنین در بوراکس یا کریولیت ( Cryolite ) مذاب ، با هوا و بخار واکنش می دهد ، اگر چه نوع جدید و چگال این ماده ، مقاومت بهتری در برابر این مواد در مقایسه با مواد تهیه شده در قبل دارند . این ماده نسبت به کلرین ( Chlorine ) در زیر دمای 700 درجه سانتیگراد مقاومت دارد . بالاتر از این دما واکنشی اتفاق می افتد که کربن و سیلیسیم تتراکلرید می دهد . واکنش های زیر برای این واکنش ها پیشنهاد شده است : تولید ( Manu facture ) : سیلیسیم کاربید به صورت تجاری به وسیله ی واکنش در یک کوره ی الکتریکی که با ماسه های سیلیکاتر با کیفیت مناسب و مقدار کمی کربن ( البته با توجه به نسبت اتوکیلومتری ) شارژ شده است تولید می شود . کربن در حالت کک یا زغال سنگ آنتراسیت باخلوص 95 % است . به مخلوط مقداری خاک اره اضافه می شود . که علت اضافه کردن آن افزایش تخلخل در مواد اولیه و افزایش گردش گازهای واکنش دهنده است . واکنش معمولاً در دو مرحله انجام می گردد ، کربن مونوکسید در طی واکنش ایجاد و در سطح مواد اولیه ( خوراک کوره ) می سوزد . کوره های مقاومتی تجاری ممکن است 60 فوت طول داشته باشند و نزدیک به 10 فوت پهنا و به عنوان یک ظرف با دیوارهای آجرچین در داخل یک پوسته از فولاد فشرده که می تواند مرحله به مرحله جدا شود ساخته شده است . درش یوه ی مدرن فراهم کردن مواد خوراک کوره شامل توزین کننده های اتوماتیک و سیستم های مخلوط کننده و حمل کننده به داخل کوره به وسیله ی تسمه نقاله ها یا به وسیله ی هاپرهای ( قیف های ) بزرگ که به وسیله ی جرثقیل حمل می شوند به بالای کوره منتقل شوند . مفاهیم ساخت کوره های تولید کننده ی سیلیسیم کاربید در بین سال 1959 توسط ام سی مالن بازبینی گشت [23] پیشرفت های دیگر که اخیراً انجام شد جایگزینی زغال سنگ آنتراسیت به جای مقداری از کک یا تمام کک مصرفی [24] . ورود گازهای کلرین سبب کاهش و زدودن ناخالصی ها ا زمحصولات می گردد . [25] و اضافه کردن مقدارهای کم بورن ، تیتانیم ، و زیکون به خوراک کوره دمای ذوب کوره ا به صورت محسوسی به 900 درجه تا 1100 درجه ی سانتیگراد کاهش می دهد . [26] مقدار تولیدی سیلیسیم کاربید بر کیلووات ساعت برق مصفی بر اساس کیفیت تولید متفاوت است . که سرعت تولید تقریباً 35 درجه پوند ر کیلو وات ساعت نوع سیاه با کیفیت بالا و با سرعت 25/0 نیز می رسد و برای نوع سبز 18/0 پوند بر کیلو وات ساعت است . سیلیسیم کاربید اولین بار در سال 1892 تولیدشد ، اما تولید آن از 1000 تن در سال تجاوز نمی کرد تا سال 1918 با افزایش کاربرد و به صرفه بودن اقتصادی این ماده تولید آن افزایش یافت . در سال 1929 تولید آن 30000 تن گزارش شده و همیشه تولید آن در حال افزایش است .
.jpg)
عکس شماره ی (4) : کاربرد سیلیسیوم کاربید در صنایع ساینده کاربردها ( Applications ) : بیشترین مصرف این ماده در بخش ادوات و ابزار آلات ساینده است . این ماده در اشکال مختلف جهت فرآیند برش استفاده می شود . این ماده را با مواد آلی و غیر آلی مخلوط و برای براده برداری از سطوح مختلف استفاده می کنیم . در بخش نسوز نیز به علت ضریب انبساط کم ، رسانایی رمایی بالا و خنثی بودن شیمیایی و فیزیکی سیلیسیم کاربید را به عنوان یک ماده ی پر ارزش برای استفاده در بخش نسوزها استفاده می کنیم . همچنین این ماده کاربردهای فراوان دیگری دارد که در بحث این مقاله نمی گنجد و به صورت تیتروار بیان می گردد . امیدواریم که بتوانیم در اینده ی نزدیک در مورد کاربردهای سیلیسیم کاربید ، این ماده ی ارزشمند سخن بگوییم . 1 ـ صنعت ساینده ها ( Abrasives ) 2 ـ پوشش های سطحی ( Wear surfaces ) 3 ـ نسوزها ( Refractories ) 4 ـ الکترونیک و کاربردهای الکتریکی ( Electrical application ) 5 ـ متالوژی ( Metallurgical application ) 6 ـ و استفاده های دیگر منابع: کتاب شناسی Silicon carbide treated in ECT 1st ed. Under carbides (silicon ) , Vol.2 , pp.854-866 , by M.Constance Parche , The Carborunum Company . 1.E.G.Acheson , J.Franklin Inst . 136 , 193 , 203,279-289 ( 1893 ) 2.U.S.Pat.492,767 ( Feb.28 , 1893 ) , E.G.Acheson ( to The Carborunndum co).3. A.Colson , compt.Rend .94,1316-1318(1882)4.P.Schutzenberg,Compt.Rend 114,1089-1093(18925.R.S.Marsden , Proc.Roy. soc.edinburgh 11 , 20 – 27 , 37-40 ( 1881 ) .6 . J.J.Berzelius,ANN.Physik (Gilberts)New Series 6 , 36 , 89 -102(1810).Ann.Physik Chem.(poggendorf )1,169-230 (1824) 7 . M.Depretz,compt.rend.29,709 – 724(1849)8.G.L.Humphrey , et al,U.S.Bur.Mines rept.Invest.4888(july 1952)9.I.B.Fieldhose,J.C.Hedge,J.I.Lang,and .T.E.Waterman,WADC Technical rept. 57-487 (ASTIA Document AD150 , 954 ) , Wright Air Development center , wright – patterson Air Force Base,Ohio , July 1957.10.H.A.Pearl,J.M.Nowak,and H.J.Hirschhorn , Handbook of Thermophysical Properties of solid materials , Vol.3, rev.ed,The Macmillan co.,NewYork , 1961 , pp.923-936.12.N.W.Thibault and H.L.Nyquist,trans.Am.Soc.Metals38,271-330(1947).13.G.A.Wolff,L.Toman,Jr,N.J.Field , and J.C.Clark , in M.Schoen and H.Welker.eds.semiconductors and phosphors:proceedings of the international colloquium1956,inGarmisch-partenkirchen.interscience publishers , a division of john wiley &sons, inc , NEW York , 1958 , pp.463-469.14.R.Kranz,Hamburger Beilr.Angew.Mineral.Kristallphys.petrogenese2,99-115(1959).chem .Abst.54,22125a(1960)15.A.Taylor and D.S.Laidler , Brit.J.Appl.Phys.1,174-181(1950)16.H.D.Batha and D.P.H.Hasselman , Mechanical properties of silicon carbide single crystsls Dept.of the Navy bur.of Naval Weapons , Final. Contract No .Now-61-0676v,may 12,1961 –Aug.12,1962 (Sept,1962).17.R.A.Alliegro,L.B.Coffinand J.R.Tinklepaugh , J.Am.Ceram.Soc.39,386-389(1956).18.D.P.H.Hasselman,Tables for the computation of the shear modulus and youngs Modulus of Elasticity from the Resonant frequencies of rectangular prisms,Res.and Dev.Div,The Carbo-rundum co.Niagara Falls,N.Y.1961.19.J.B.Wachtman ,Jr.and L.H.Maxwell , WADC Technical Rept.57-526(ASTIA Document AD142,245)w right Air Development Center , Dec.1957.20.J.R.OConnor and J.Smiltens,eds silicon carbide A High Temperature Semiconductor , proc.Conf.on silicon cabide, pergamon press,Inc.New York , 1960.21.S.G.Davis.D.F.Anthorp, and A.W.Searcy , J.Chem .Phys.34,659-664(1961).22.R.I.Scace and G.A.Slack , J.Chem.Phys.30,1551-1555(1959).23.J.C.Mcmullen , J.Electrochem.Soc.104,462-465(1957)24.A.V.Alferov.Abrasivy 1956(15) , 13-20.chem.Abstr.53,13840a(1959)25.U.S.Pat.2,913,313(Nov.17,1959)F.Schroll (toelektroschmelzwerk Kempten G.m.b.H)26.u.s.Pat.2,908 , 553(Oct.13,1959)H.Frank and E.Wilkendorf./خ
این صفحه را در گوگل محبوب کنید
[ارسال شده از: راسخون]
[مشاهده در: www.rasekhoon.net]
[تعداد بازديد از اين مطلب: 5375]
-
گوناگون
پربازدیدترینها