Gąbka z węglika krzemu

Węglik krzemu (powszechnie nazywany karborundem) to nieorganiczny związek chemiczny składający się z węgla i krzemu. Występujący naturalnie jako kamień szlachetny moissanit, węglik krzemu jest produkowany od 1893 roku jako materiał ścierny.

Piankowa filtracja ceramiczna może skutecznie usuwać wtrącenia niemetaliczne ze stopu i oczyszczać roztwór metalu stosowany w przemyśle odlewniczym, charakteryzując się wysoką przepuszczalnością, niskim ciśnieniem i dużą powierzchnią wymiany ciepła.

Jest przyjazny dla środowiska

Gąbki z węglika krzemu są wykonane z wysokiej jakości materiałów, które można poddać recyklingowi i ponownie wykorzystać, co czyni je bardziej przyjaznym dla środowiska wyborem niż tradycyjne papiery ścierne. Papiery ścierne często trafiają na wysypiska śmieci, jeszcze bardziej niszcząc środowisko i przyczyniając się do zanieczyszczenia; ale papier ścierny z węglika krzemu można poddać recyklingowi i wykorzystać jako surowce w innych produktach, zmniejszając zapotrzebowanie na zasoby pierwotne i przyczyniając się do zrównoważonego rozwoju poprzez stworzenie zamkniętego systemu produkcji, minimalizując ilość odpadów i zwiększając zrównoważony rozwój.

Trwałe papiery ścierne oferują wydłużoną żywotność, eliminując częste koszty wymiany i generowanie odpadów. Co więcej, ich doskonała wydajność obejmuje szeroki zakres rozmiarów ziarna i środowisk zastosowań, pozostając nietoksycznymi do stosowania w wrażliwej elektronice lub zastosowaniach lotniczych.

Maszyny te mogą być wykorzystywane do różnych zadań czyszczenia, w tym polerowania, docierania, szlifowania i precyzyjnego łączenia. Skutecznie eliminują zadziory, wady powierzchni, nagar i korozję na powierzchniach metalowych, pozostawiając warstwę ochronną, która pomaga zapobiegać dalszej korozji. Co więcej, te środki czyszczące są nieocenionym atutem, jeśli chodzi o konserwację turbin gazowych, palników olejowych, wyposażenia elektrowni, części samochodowych lub urządzeń do procesów półprzewodnikowych.

Gąbki z węglika krzemu oferują liczne zalety w porównaniu do swoich konkurentów, jeśli chodzi o odporność na korozję i utlenianie, w tym temperatury sięgające 2700 stopni Celsjusza - dzięki czemu nadają się do obróbki stopionych metali, a także wysokotemperaturowych chemicznych pieców przemysłowych. Co więcej, ceramika z węglika krzemu działa niezawodnie w środowisku kwaśnym, zasadowym i utleniającym.

Gąbki z węglika krzemu oferują więcej niż tylko korzyści dla środowiska; poprawiają również wydajność generatorów pary, palników promiennikowych i wysokociśnieniowych palników adiabatycznych. Ich spieniony materiał wspomaga procesy spalania i chłodzenia, zapewniając bardziej efektywne wykorzystanie paliwa i lepsze przenoszenie ciepła.

Metody produkcji pianek inspirowane biologią zostały wykorzystane do stworzenia superhyrofobowych pianek z węglika krzemu (SiC). Komercyjna pianka melaminowa służyła jako szablon, podczas gdy zawierający winyl hiperrozgałęziony ciekły polikarbosilan (VHPCS) służył jako spoiwo. Analiza w podczerwieni z transformacją Fouriera i analiza dyfrakcji rentgenowskiej ujawniły ich strukturę. Wytworzone próbki SiC wykazały wyjątkową odporność chemiczną, niską gęstość, wysoką wytrzymałość mechaniczną i wyjątkową stabilność cykliczną z doskonałymi właściwościami przewodnictwa elektrycznego.

Nieporowaty

Gąbka to naturalnie wyglądający materiał o nieregularnej powierzchni przeznaczony do wchłaniania płynów i proszków, a także nadający się do filtrowania, izolacji akustycznej, izolacji termicznej i nie tylko. Dodatkowo, jej wszechstronność rozciąga się na zastosowania obejmujące filtrowanie, izolację akustyczną i termiczną, a także filtrowanie. Co więcej, ich przetwarzanie jest bardzo proste, charakteryzują się dobrą wytrzymałością na formowanie, a także wysoką odpornością na korozję chemiczną, a także odpornością na temperatury i napięcie (były używane w niektórych z najwcześniejszych obwodów radiowych zbudowanych przed 1907 r.).

Węglik krzemu (SiC) to niezwykle twarda, ścierna i porowata ceramika o wysokiej temperaturze topnienia i doskonałej odporności na roztwory kwaśne i zasadowe. Co więcej, jego nietoksyczność sprawia, że jest wysoce izolacyjny; ponadto ma doskonałe właściwości elektryczne, a także przewodność cieplną; dzięki czemu SiC jest idealnym materiałem zastępczym w wielu zastosowaniach przemysłowych, ponieważ jest trwały, a jednocześnie łatwy w obsłudze.

Rozmiar porów i porowatość gąbek krzemionkowych zależą od warunków przetwarzania, przy czym najpopularniejszym sposobem tworzenia struktur komórkowych są techniki replikacji. Jedna z takich metod wykorzystuje gąbkę polimerową jako szablon dla komórek ceramicznych; tworzy to makroporowatą ceramikę o porowatości 90% lub większej; przykłady obejmują filtry SiC zaprojektowane do filtrowania stopionych metali, a także gąbki kompozytowe nanorurki węglowe@SiC.

Materiały te są tworzone poprzez impregnację pianki polimerowej zawiesiną SiC lub powlekanie jej proszkiem SiC CVD, tworząc siateczkową ceramikę SiC z mikrostrukturami otwartokomórkowymi charakteryzującymi się trójkątnymi porami wewnątrz każdej kolumny i ogólną mikroarchitekturą otwartokomórkową. Wielkość porów i porowatość tych materiałów jest określana przez czynniki, w tym ich grubość i gęstość nakładanej zawiesiny; temperaturę podgrzewania wstępnego; początkową wielkość cząstek stosowanego proszku SiC; a także czas podgrzewania wstępnego przed powlekaniem pianek proszkiem CVD SiC lub powlekaniem pianek polimerowych proszkiem CVD SiC.

Dzięki doskonałej porowatości, przewodności cieplnej, wytrzymałości mechanicznej, odporności na utlenianie i korozję, pianki z węglika krzemu szybko stały się najlepszym wyborem jako nośniki katalizatorów nowej generacji. Ich struktura sieciowa zwiększa powierzchnię kontaktu cząstek, zwiększając aktywność katalityczną; dzięki czemu pianki te nadają się do filtracji wody, a także filtrów gazowych, porowatych palników, filtrów cząstek stałych do silników wysokoprężnych o strukturze plastra miodu, a także membran separujących uchwyty próżniowe, a także zapewniają izolację termiczną i akustyczną.

Jest chłonny

Węglik krzemu (karborund) to twardy i bardzo wytrzymały materiał wykorzystywany w różnych zastosowaniach. Ze względu na wysoką temperaturę topnienia oraz odporność na korozję i działanie substancji chemicznych, węglik krzemu idealnie nadaje się do stosowania w różnych temperaturach, a także do zastosowań odpornych na ścieranie, takich jak gąbki do szlifowania i czyszczenia. Ponadto, ze względu na doskonałą przewodność cieplną i dużą powierzchnię, działa również jako wydajny radiator.

Węglik krzemu może być produkowany w kilku formach, w tym polikrystalicznej (a-SiC) i monokrystalicznej (b-SiC). Polikrystaliczny SiC ma wysoką wytrzymałość mechaniczną, ale mniejszą sztywność w porównaniu do swojego monokrystalicznego odpowiednika; monokrystaliczny b-SiC jest twardszy niż a-SiC z heksagonalną strukturą krystaliczną, która pozwala mu wytrzymać wyższe temperatury.

b-SiC oferuje doskonałe właściwości mechaniczne, a także elektryczne i magnetyczne. Może być domieszkowany azotem lub fosforem, aluminium lub berylem w celu uzyskania materiałów z domieszkami o określonych właściwościach; opcje domieszkowania obejmują domieszkowanie azotem lub fosforem typu n, domieszkowanie aluminium lub berylem lub obydwoma domieszkami jednocześnie, co zapewnia najwyższą elastyczność i możliwość zastosowania w różnych warunkach. Jako półprzewodnik, może być wykorzystywany do produkcji tranzystorów i diod oraz może być dostępny w różnych rozmiarach, dzięki czemu nadaje się do wielu różnych zastosowań.

Spieniony węglik krzemu okazał się skutecznym pochłaniaczem mikrofal dzięki unikalnemu połączeniu wysokiej porowatości, niskiego ciśnienia i specjalnej struktury sieci przestrzennej. Jak wykazały testy z wykorzystaniem porowatego kompozytu CNTS@SiC 3D, całkowita wydajność absorpcji przekracza 70 dB przy częstotliwościach od 8 do 12 GHz.

Gąbki CNTS@SiC zostały wyprodukowane poprzez impregnację dostępnych na rynku pianek poliuretanowych (Dayetengfei Sponge Tech w Changzhou, Chiny) zawiesiną żywicy składającą się z 40 procent wagowych żywicy fenolowej i 40 procent wagowych proszku SiC w stosunku 1:1. Zostały one następnie zbadane za pomocą obrazowania elektronów rozproszonych wstecznie (BEI) i elektroforetycznej przenośnej mikroskopii sił atomowych (EPMA), przy czym początkowe i końcowe gęstości wykazały wyższe wartości w porównaniu z czystymi próbkami CNTS, podczas gdy ich rozkład wielkości porów również został poddany analizie obserwacyjnej.

Łatwy w czyszczeniu

Węglik krzemu jest jedną z najtwardszych substancji na Ziemi i wyjątkowym materiałem półprzewodnikowym odpornym na utlenianie w wysokich temperaturach. Węglik krzemu ma wiele zastosowań przemysłowych, w tym jako materiał ścierny i ceramiczny.

Na jednym końcu spektrum znajduje się jego zastosowanie w produkcji ściernic i narzędzi skrawających; na drugim końcu jest jego rola jako niezbędnego składnika materiałów ceramicznych, takich jak ceramika cyrkonowa - materiały o niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej, które mają doskonałą odporność na zużycie; szeroko stosowane w piecach do wypalania, płytach, tyglach i systemach wykładzin aluminiowych ogniw elektrolitycznych.

Węglik krzemu ma wiele zastosowań przemysłowych, a jednym z nich jest jego wykorzystanie jako materiału ściernego. Papier ścierny wyprodukowany z węglika krzemu jest uważany za jeden z najtwardszych dostępnych materiałów ściernych, charakteryzujący się niezwykle ostrym, wąskim rozmiarem cząstek do cięcia metalu, marmuru, kamienia, korka i płyt pilśniowych o średniej gęstości bez nadmiernego nacisku. W przypadku stosowania na drewnie należy stosować naprzemiennie ziarna z węglika krzemu i tlenku glinu, aby uniknąć zbyt szybkiego zużycia materiałów ściernych w celu uzyskania optymalnych rezultatów i trwałego wykończenia.

Właściciele domów mogą odnieść korzyści ze stosowania w swoich domach gąbki z węglika krzemu. W przeciwieństwie do swojego celulozowego odpowiednika, gąbka ta nie staje się z czasem porowata i nie stanowi siedliska kolonii bakterii - co sprawia, że powierzchnie kuchenne dłużej pozostają czyste. Co więcej, jej łatwe czyszczenie przy użyciu gorącej wody lub zmywarki oznacza mniej wyrzucanych jednorazowych gąbek!

Karborund to stop składający się z krzemu i węgla, który występuje naturalnie jako minerał moissanit. Chociaż śladowe ilości tego minerału można czasami znaleźć w meteorytach, złożach korundu lub kimberlicie, większość karborundu sprzedawanego na całym świecie jest produkowana syntetycznie.

Materiał ścierny z węglika krzemu jest bardzo trwały i nadaje się do wielu zastosowań wykraczających poza jego właściwości ścierne, w tym do docierania powierzchni lub precyzyjnego łączenia części metalowych. Co więcej, ta forma ścierniwa może wytwarzać powierzchnie zapobiegające rdzewieniu, dzięki czemu idealnie nadaje się do zastosowań motoryzacyjnych, takich jak przygotowanie gniazd zaworów, a także konserwacja elementów przekładni silnika. Ponadto, ta forma ścierniwa może być również stosowana do polerowania, polerowania i wykańczania.