Ränikarbiid (SiC), tuntud ka kui emery.
1891. aastal leiutas ameeriklane Acheson ränikarbiidi tööstusliku tootmismeetodi.
Ränikarbiid sünteesitakse, lisades vastupidavusahjus soojusreaktsiooni loodusliku ränidioksiidi, süsiniku, hakkepuidu ja tööstusliku soolaga kui põhilised sünteetilised toorained.
Hakkepuitu lisatakse selleks, et muuta puistesegu kõrgetel temperatuuridel poorseks, hõlbustada reaktsiooni tagajärjel tekkivate suurte gaaside ja lenduvate ainete eemaldamist ning vältida plahvatust, sest sünteetiline IT-ränikarbiid toodab umbes 1,4t süsinikmonooksiidi (CO).
Tööstusliku soola (NaCl) ülesanne on hõlbustada alumiiniumoksiidi, raudoksiidi ja muude lisandite eemaldamist materjalis.
(1) Ränikarbiidi süntees ja kasutamine
Ränikarbiidi süntees toimub spetsiaalses vastupidavusahjus, mis on tegelikult lihtsalt grafiiditakistusega küttekeha, mis on valmistatud grafiidiosakestest või kolonnidesse ladestunud süsinikuosakestest.
See küttekeha asetatakse keskele ja ülaltoodud toorained segatakse ühtlaselt 52-54% ränidioksiidi, 35% koksi, 11% saepuru ja 1,5%~4% tööstusliku soolaga. Need on tihedalt pakitud ümber grafiidi küttekeha.
Elektriga kuumutamisel reageerib segu ränikarbiidile.
Võrrand on järgmine:
SiO2 + 3 c - SiC + 2 co kirjutada
Reaktsiooni algtemperatuur on umbes 1400 °C ja toode on madalatemperatuuriline -SIC väga peene substraadi kristalliga, mida saab stabiliseerida 2100 °C-ni ja seejärel aeglaselt teisendada kõrgeks temperatuuriks -SIC.
-SIC-i saab stabiliseerida temperatuurini 2400 °C ilma märkimisväärse lagunemiseta ning sublimatsiooni lagunemist on võimalik saavutada üle 2600 °C, mille tulemuseks on räniauru ja jääkgrafiidi lendumine.
Seega valitakse reaktsiooni lõplik temperatuur tavaliselt 1900~2200 °C.
Reaktsiooni sünteesi saadus on lahtine kristalne polümeer, mis tuleb purustada erineva osakeste suurusega osakesteks või pulbriteks ning selles olevad lisandid tuleks eemaldada.
Kõrge puhtusastmega ränikarbiidi saamiseks on mõnikord võimalik kasutada auru sadestumise meetodit, st kui benseeni ja vesinikuga segatud ränidtetrakloriidi aur läbib kuuma grafiitvarda, tekib gaasireaktsioon ja genereeritud ränikarbiid ladestub grafiidi pinnale.
Võrrand on järgmine:
6 C6H6 sicl4 + + 12 h2 - sic + 24 HCL
Puhas ränikarbiid on värvitu ja läbipaistev, kuid vaba süsiniku, raua, räni ja muude lisandite olemasolu tõttu ränikarbiidi tööstuslikus tootmises on toodetel kollane, must, tumeroheline, heleroheline ja muud värvid, ühine heleroheline ja must.
Ränikarbiidi suhteline molekulmass on 40,09, millest räni moodustab 70,04% ja süsinik 29,964.
Tegelik tihedus 3.21.
Sulamistemperatuur (sublimatsioon)2600°C.
Madalatemperatuurilise morfoloogiaga SIC oli kuupstruktuur.
Kõrgel temperatuuril -SIC on kuusnurkne struktuur.
Ja tänu aatomite erinevale paigutusele ränikarbiidi kristallstruktuuris on mitmeid teisi variante, umbes sada liiki, mida tavaliselt nimetatakse homoallohhioonseks.
Lisaks on elektronide afiinsuse erinevuse tõttu kristallstruktuuris mõned ioonsed sidemed, välja arvatud peamised kovalentsed sidemed.
Ränikarbiid on kõva materjal, mille Mohsi kõvadus on 9,2.
Madalatel temperatuuridel on ränikarbiidil suhteliselt stabiilsed keemilised omadused, suurepärane korrosioonikindlus ja see ei korrodeeru keevas soolhappes, väävelhappes ja vesinikfluoriidhappes.
Kuid see võib reageerida mõnede metallide, soolade ja gaasidega kõrgetel temperatuuridel. Reaktsioon on loetletud tabelis 10-4-16.
Ränikarbiid püsib redutseerivas atmosfääris stabiilsena kuni 2600 °C, samas kui oksüdatsioon toimub kõrgetemperatuurilises oksüdeerivas atmosfääris:
SiC + CO2 + o2 - > 2 SiO2
Kuid selle antioksüdantide maht vahemikus 800 ~ 1140 °C kui 1300 ~ 1500 °C, seda seetõttu, et 800 ~ 1140 °C oksiidikile (SiO2) struktuur on lahtine, ei kaitse täielikult substraadi rolli ja üle 1140 °C, eriti vahemikus 1300 ~ 1500 °C, oksüdatsioon, märkimisväärselt, sel ajal, et tekitada ränikarbiidi substraadi pinnale multši oksiidikiht. takistas hapniku edasist kokkupuudet ränikarbiidiga, nii et antioksüdantide võimsuse tugevdamise asemel.
Kuid kui temperatuur on kõrgem, hävitatakse oksüdatsiooni kaitsekiht, muutes ränikarbiidi intensiivseks oksüdeerimiseks ja lagunemiseks.
Tabel 1. Sic-reaktsioonivõime mõnede ainetega
Tänu oma suurepäraste füüsikaliste ja keemiliste omaduste tõttu on ränikarbiidi laialdaselt kasutatud olulise tööstusliku toorainena.
Selle peamisel kasutamisel on kolm aspekti: kasutatakse abrasiivsete tööriistade valmistamisel;
Kasutatakse takistuskütteelementide tootmiseks -- räni süsinikvarras, räni süsiniktoru jne;
Kasutatakse tulekindlate toodete valmistamiseks.
Spetsiaalsete tulekindlatena kasutatakse seda raua ja terase sulatamise kõrgahjus, kupolas, nagu stantsimine, korrosioon, tulekindlate osade kandmine;
värviliste metallide (tsink, alumiinium, vask) sulatamisahju vooder, metalli transporditorustiku sulamine, filter, tiigel jne;
Kosmosetehnoloogias saab seda kasutada raketimootori tagapihustina ja kõrgetemperatuurilise gaasiturbiini terana.
Silikaattööstuses kasutatakse seda laialdaselt varjulauana, summutiahju vooderdina ja erinevate ahjude säästjana.
Keemiatööstuses, mida kasutatakse nafta ja gaasi tootmiseks, naftagaas, väävlitustamise ahju vooder jne.
PUDA räni pakkimismasin:
Hea liikuvuse põhjal kasutab PUDA räni vabavoolu pakkimismasinat.
Materjalid voolavad gravitatsiooni tõttu vabalt ja toode siseneb kaalumissüsteemi ühtlaselt silo söötmisseadme kaudu. Söötmisseadme ventiil avaneb pärast pakkimismasina käivitamist, seejärel täidetakse materjalid kotti või kaalutakse punkrisse. Kui kaal jõuab eelseadistatud väärtuseni, sulgub söötmisseadme ventiil. Operaator võtab täidetud koti ära või paneb selle õmblusmasinasse konveierile. Pakkimisprotsess on lõpetatud.
