ซิลิคอนคาร์ไบด์ vs โบรอนคาร์ไบด์

ซิลิคอนคาร์ไบด์และโบรอนคาร์ไบด์มักเป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมการบดและเซรามิก ทั้งสองวัสดุมีความแข็งสูงและทนต่ออุณหภูมิสูง อย่างไรก็ตาม ทั้งซิลิกอนคาร์ไบด์และโบรอนคาร์ไบด์มีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกันในแง่ของสถานการณ์การใช้งานและประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูง

ลักษณะและความแตกต่างเหล่านี้ของซิลิกอนคาร์ไบด์และโบรอนคาร์ไบด์มีดังต่อไปนี้:

ในด้านของการเจียร ความแข็งของวัสดุเป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้ที่สำคัญของความสามารถในการเจียร ที่อุณหภูมิห้อง ความแข็งของซิลิกอนคาร์ไบด์ของวิคเกอร์อยู่ที่ 28-34GPa และความแข็งของโมห์อยู่ที่ 9.2-9.5 ความแข็งของโบรอนคาร์ไบด์ของ Vickers คือ 35-45GPa และความแข็งของ Mohs คือ 9.3 ซิลิกอนคาร์ไบด์มักถูกจัดอยู่ในประเภทสารกัดกร่อนแบบดั้งเดิม ในขณะที่โบรอนคาร์ไบด์ถูกจัดประเภทเป็นสารกัดกร่อนที่มีความแข็งมาก อย่างไรก็ตาม ความแข็งแรงต่ออุณหภูมิสูงของวัสดุทั้งสองนี้มีความแตกต่างกัน เมื่ออุณหภูมิสูงถึง 1,000 องศา ความแข็งของซิลิกอนคาร์ไบด์จะลดลงเหลือ 17-18 GPa ที่อุณหภูมิเดียวกัน ความแข็งของโบรอนคาร์ไบด์ยังคงสามารถรักษาให้สูงกว่า 30GPa ได้ นอกจากนี้ ซิลิกอนคาร์ไบด์และโบรอนคาร์ไบด์ต่างก็เป็นสารกัดกร่อนที่เปราะ

ประสิทธิภาพการทนไฟ จุดหลอมเหลวแบบอะซิงโครนัสของซิลิกอนคาร์ไบด์สามารถสูงถึง 2,750 องศา ในขณะที่จุดหลอมเหลวของโบรอนคาร์ไบด์อยู่ที่ 2,450 องศา ทั้งหมดเป็นของวัสดุทนไฟอุณหภูมิสูง อย่างไรก็ตาม การใช้งานแตกต่างกันอย่างมาก ซิลิกอนคาร์ไบด์มีความต้านทานแรงกระแทกจากความร้อน ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง และความเหนียวได้ดีกว่าโบรอนคาร์ไบด์ ในขณะเดียวกัน ต้นทุนของ SiC นั้นต่ำกว่า B4C มาก ซิลิคอนคาร์ไบด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการทนต่ออุณหภูมิสูง

ความหนาแน่นตามทฤษฎีของซิลิกอนคาร์ไบด์คือ 3.2 ก./ซม.3 และความหนาแน่นตามทฤษฎีของโบรอนคาร์ไบด์คือ 2.52 ก./ซม.3 ในสาขาวิศวกรรมการผลิต เซรามิกทั้งสองชนิดเป็นวัสดุเซรามิกที่ใช้กันทั่วไป อย่างไรก็ตาม โบรอนคาร์ไบด์มีความหนาแน่นต่ำที่สุดในบรรดาวัสดุเซรามิกที่รู้จัก และสามารถใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเซรามิกที่เป็นส่วนประกอบในการบินได้

ประสิทธิภาพการต้านอนุมูลอิสระ ซิลิคอนคาร์ไบด์มีคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระที่ดีและซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 1,000 องศาเซลเซียสสามารถรักษาเสถียรภาพได้ดี ที่อุณหภูมิสูง 1,000 องศา ฟิล์มซิลิกอนไดออกไซด์ที่ก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของซิลิกอนคาร์ไบด์จะช่วยป้องกันการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติม เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึง 1,600 องศา SiO2 ที่ป้องกันอลูมินาจะสูญเสียผลของมัน และความต้านทานการเกิดออกซิเดชันของซิลิกอนคาร์ไบด์จะหายไป อย่างไรก็ตาม ความต้านทานการเกิดออกซิเดชันของโบรอนคาร์ไบด์ไม่ดีเท่าของซิลิกอนคาร์ไบด์ เริ่มออกซิไดซ์ที่อุณหภูมิประมาณ 600 องศาเซลเซียส และออกซิไดซ์อย่างชัดเจนที่อุณหภูมิสูงถึง 800 องศาเซลเซียส ทำให้มีแนวโน้มที่จะทำปฏิกิริยากับโลหะได้ง่าย ทางนี้, ซิลิกอนคาร์ไบด์ไม่เพียงแต่เหมาะสำหรับการเจียรและขัดเซรามิกและแก้วเท่านั้น แต่ยังเหมาะสำหรับการเจียรวัสดุโลหะ เช่น อะลูมิเนียมอัลลอยและทองเหลืองอัลลอยด์ โบรอนคาร์ไบด์เหมาะสำหรับการเจียรและขัดวัสดุคริสตัลแซฟไฟร์

ซิลิคอนคาร์ไบด์โดยทั่วไปจะใช้สำหรับการบดวัตถุดิบสำหรับการพ่นทรายและเครื่องมือเจียร โดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับวัสดุแปรรูป เช่น เซรามิก หยก หิน แก้ว ฯลฯ ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นวัตถุดิบที่ดีสำหรับการเคลือบป้องกันการกัดกร่อนและกาวเนื่องจากสารต้านอนุมูลอิสระที่เหนือกว่า ประสิทธิภาพ_ แม้ว่าโบรอนคาร์ไบด์โดยทั่วไปจะใช้สำหรับการเจียรไนคริสตัลแซฟไฟร์ แต่การทำเครื่องมือเจียรนั้นทำได้ยาก การทำงานของวัสดุผสมโบรอนคาร์ไบด์ส่วนใหญ่ทำงานในด้านของการดูดกลืนนิวตรอนและการป้องกันรังสีการใช้งานที่ซิลิคอนคาร์ไบด์และโบรอนคาร์ไบด์ทำงานร่วมกันคือผลิตภัณฑ์เซรามิก ชิ้นส่วนเซรามิกที่ทนต่อการสึกหรอสามารถทำได้โดยการผสมผงซิลิกอนคาร์ไบด์ ผงโบรอนคาร์ไบด์ และผงโลหะผสมในอัตราส่วนที่กำหนด และใช้กระบวนการเผาผนึกด้วยปฏิกิริยาหรือการเผาผนึกด้วยความร้อน เซรามิกคอมโพสิตที่ผลิตขึ้นมีข้อได้เปรียบในด้านความทนทานต่อการสึกหรอสูง ทนทานต่อแรงกระแทก และคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียร และมีโอกาสในการใช้งานที่หลากหลาย