كربيد السيليكون (SiC) هو مركب من الكربون والسيليكون معروف بخصائصه الميكانيكية والحرارية والكيميائية الاستثنائية. ويتميز بكثافة منخفضة، وقوة عالية، وتمدد حراري منخفض، وتوصيل حراري عالي، وصلابة عالية، ومعامل مرونة عالية، ومقاومة ممتازة للصدمات الحرارية، وخمول كيميائي فائق. هذه الخصائص تجعل من SiC مادة متعددة الاستخدامات في مختلف التطبيقات الصناعية وعالية التقنية.
الخواص الميكانيكية والحرارية:
تتمتع SiC بصلابة عالية، وتأتي في المرتبة الثانية بعد الماس وكربيد البورون، مما يجعلها مادة كاشطة ممتازة ومادة ممتازة للتطبيقات المقاومة للتآكل. يشير معامل مرونته العالية إلى مقاومة قوية للتشوه تحت الضغط، مما يساهم في سلامته الهيكلية. كما أن التمدد الحراري المنخفض للمادة وتوصيلها الحراري العالي يجعلها مقاومة للإجهادات الحرارية وقادرة على توصيل الحرارة بكفاءة، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تنطوي على تغيرات سريعة في درجات الحرارة أو الأحمال الحرارية العالية.الاستقرار الكيميائي والفيزيائي:
تُظهر SiC خمولاً كيميائياً فائقاً، مما يجعلها مثالية للاستخدام في البيئات التي تحتوي على مواد مسببة للتآكل، كما هو الحال في فوهات إزالة الكبريت والمكونات في المضخات الكيميائية. تعمل مقاومته للهجوم الكيميائي والتدهور على إطالة عمره الافتراضي في هذه البيئات القاسية.
التوصيل الكهربائي:
على الرغم من اعتباره تقليدياً من السيراميك، إلا أنه يمكن تصميم SiC لإظهار الموصلية الكهربائية، مما يوسع نطاق تطبيقاته لتشمل عناصر ومكونات التسخين الكهربائي في أجهزة أشباه الموصلات. تسمح قدرتها على توصيل الكهرباء باستخدام التفريغ الكهربائي (EDM)، مما يسهل إنتاج الأشكال المعقدة والأجزاء الدقيقة.التطبيقات:
تتيح الخصائص المتنوعة لمادة SiC استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك المواد الكاشطة والحراريات والسيراميك وعناصر التسخين الكهربائي ومعدات معالجة أشباه الموصلات والهياكل ذات درجات الحرارة العالية. في صناعة الدفاع، يُستخدم سيراميك SiC كدروع مضادة للرصاص بسبب صلابته العالية ووزنه الخفيف. وفي صناعة أشباه الموصلات، توفر أجهزة SiC أداءً متفوقاً على المواد التقليدية مثل السيليكون وزرسينيد الغاليوم، خاصة في تطبيقات الطاقة.
