이봐! 실리콘 금속의 공급 업체로서, 나는이 놀라운 재료가 어떻게 세라믹의 성능을 과급 할 수 있는지 직접 보았습니다. 이 블로그에서 나는 그 뒤에있는 과학을 분류하고 실리콘 메탈이 왜 세라믹 산업의 체인저인지 보여줄 것입니다.
실리콘 금속 이해
먼저, 실리콘 금속 자체에 대해 조금 이야기합시다. 파란색의 회색 금속 광택이있는 단단하고 부서지기 쉬운 결정질 고체입니다. 우리는 다른 등급을 제공합니다실리콘 금속 441그리고실리콘 금속 553. 이 등급은 순도와 철, 알루미늄 및 칼슘과 같은 불순물의 양에 따라 다릅니다. 등급 이름의 숫자는 실제로 이러한 불순물의 최대 백분율을 알려줍니다. 예를 들어, 실리콘 금속 441에서 최대 철분 함량은 0.4%, 알루미늄은 0.4%, 칼슘은 0.1%입니다.
실리콘 금속은 탄소로 석영 모래를 줄임으로써 전기 아크 용광로로 생산됩니다. 광범위한 산업에서 사용되고 있지만 오늘날 우리는 도자기에서의 역할에 중점을두고 있습니다.
실리콘 금속이 도자기의 기계적 특성에 미치는 영향
실리콘 금속이 세라믹을 향상시키는 가장 중요한 방법 중 하나는 기계적 특성을 향상시키는 것입니다. 세라믹 재료에 실리콘 금속을 첨가하면 강도와 인성을 증가시킬 수 있습니다.
힘
실리콘 원자는 세라믹 매트릭스의 다른 원소와 강한 공유 결합을 형성 할 수 있습니다. 이 유대는 실제로 깨지기가 어렵 기 때문에 세라믹은 실패하기 전에 더 많은 스트레스를 견딜 수 있음을 의미합니다. 예를 들어, 절단 도구와 같은 일부 높은 성능 세라믹 응용 분야에서 더 강한 세라믹은 치핑이나 파손없이 더 높은 절단력을 처리 할 수 있습니다.
강인함
도자기는 일반적으로 부서지기 쉬우므로 스트레스로 쉽게 갈라질 수 있습니다. 그러나 실리콘 금속이 포함되면 균열을 편향시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 실리콘 - 세라믹의 풍부한 단계는 전파가 균열의 장벽으로 작용할 수 있습니다. 균열이 재료를 통해 움직이려고 할 때, 더 많은 에너지를 필요로하는 영역을 함유 한 실리콘을 주위로 돌아 가야합니다. 이것은 세라믹을 골절에 더 강하게 만들고 더 나은 강인성을 제공합니다.
실리콘 금속으로 세라믹의 열 성능
실리콘 금속이 큰 차이를 만드는 또 다른 영역은 세라믹의 열 성능입니다.
열전도율
실리콘 금속은 비교적 높은 열전도율을 갖는다. 도자기에 첨가되면 재료의 전반적인 열전도율을 향상시킬 수 있습니다. 이것은 전자 구성 요소와 같이 열을 빠르게 소산 해야하는 응용 분야에서 중요합니다. 예를 들어, 전력 전자 장치의 세라믹 기판은 과열을 방지하기 위해 활성 성분으로부터 열을 옮길 수 있어야합니다. 실리콘 금속을 추가함으로써 세라믹은 더 효율적으로 열을 전도하여 전자 장치의 신뢰성과 성능을 향상시킬 수 있습니다.
열 팽창
도자기는 종종 사용 된 재료와 비교하여 열 팽창 계수가 다릅니다. 이렇게하면 팽창률이 다른 팽창 속도로 인해 스트레스와 균열이 발생할 수 있기 때문에 온도가 변할 때 문제가 발생할 수 있습니다. 실리콘 금속은 세라믹의 열 팽창 계수를 조정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 첨가 된 실리콘 금속의 양을주의 깊게 제어함으로써 세라믹의 확장 속도를 복합재 또는 어셈블리의 다른 재료와 더 잘 호환시킬 수 있습니다.
실리콘 금속에 의해 강화 된 도자기의 화학 저항
실리콘 금속은 또한 세라믹의 화학적 저항성을 향상시킬 수 있습니다. 가혹한 화학 환경에서 세라믹은 부식과 화학 공격에 저항 할 수 있어야합니다.
실리콘은 세라믹 표면에 안정적인 산화물 층을 형성한다. 이 산화물 층은 보호 장벽으로서 작용하여 화학 물질이 기본 세라믹 물질에 도달하지 못하게한다. 예를 들어, 화학 처리장에서 세라믹 파이프와 혈관은 산, 염기 및 기타 부식성 물질에 대한 노출을 견딜 수 있어야합니다. 실리콘 금속 첨가제가있는 세라믹은 이러한 어려운 조건에서 시간이 지남에 따라 무결성과 성능을 유지할 가능성이 높습니다.
실리콘 금속 슬래그의 역할
우리도 가지고 있습니다실리콘 금속 슬래그언뜻보기에는 폐기물처럼 보일지 모르지만 실제로 도자기에는 유용한 응용 프로그램이 있습니다.
실리콘 금속 슬래그는 실리카, 산화 칼슘 및 산화 마그네슘과 같은 다양한 화합물을 함유한다. 이들 화합물은 세라믹 생산에서 플럭스 제로서 작용할 수있다. 플럭싱 제는 세라믹 혼합물의 융점을 낮추어 발사 과정에서 세라믹을 쉽게 형성하고 형성 할 수있게한다. 또한 세라믹 구조의 밀도와 균일 성을 향상시키는 데 도움이됩니다.
사례 연구
실리콘 금속이 어떻게 세라믹 성능을 향상시키는 지 확인하기 위해 몇 가지 실제 세계 예를 살펴 보겠습니다.
예 1 : 불응 성 도자기
철강 산업에서는 내화 된 세라믹이 용광로를 선에 사용하는 데 사용됩니다. 이 세라믹은 매우 높은 온도와 열 충격을 견딜 수 있어야합니다. 강철 공장은 내화성 안감의 균열과 스펠링에 문제가있었습니다. 세라믹 제형에 소량의 실리콘 금속을 첨가 한 후, 내화물의 강도 및 열 충격 저항이 크게 향상되었다. 라이닝은 더 오래 지속되어 공장의 유지 보수 비용과 다운 타임이 줄어 듭니다.
예 2 : 치과 도자기
치과 세라믹은 강하고 미적으로 유쾌하며 생체 적합성이 있어야합니다. 치과 실험실은 세라믹 크라운의 기계적 특성을 개선하려고했습니다. 실리콘 금속을 세라믹 재료에 통합함으로써, 그들은 크라운의 강도와 골절 저항을 증가시킬 수있었습니다. 환자는 치과 세라믹의 치핑 및 파괴에 문제가 적었고 치과 수복물에 대한 전반적인 만족도가 향상되었다고보고했습니다.
결론
보시다시피, 실리콘 메탈은 도자기의 성능을 향상시키는 데있어 진정한 강국입니다. 기계적 특성, 열 성능 또는 화학 저항을 개선하든 실리콘 금속은 많은 것을 제공합니다. 세라믹 생산 공정에서 실리콘 금속 슬래그의 유용한 역할을 잊지 마십시오.
세라믹 업계에 있고 제품을 다음 단계로 끌어 올리려고한다면, 나는 당신과 대화를 나누고 싶습니다. 필요하든실리콘 금속 441,,,실리콘 금속 553, 또는 우리에 대한 질문이 있습니다실리콘 금속 슬래그, 더 나은 도자기를 만들기 위해 함께 일할 수있는 방법에 대한 대화를 시작합시다.
참조
- Kingery, WD, Bowen, HK, & Uhlmann, DR (1976). 도자기 소개. 와일리.
- Reed, JS (1995). 세라믹 처리의 원리. 와일리.
- Brook, RJ (2001). 현대 세라믹 엔지니어링 : 특성, 가공 및 설계 사용. CRC 프레스.
