हाल के वर्षों में, सिलिकॉन कार्बाइड यौगिक अर्धचालकों ने उद्योग में व्यापक ध्यान आकर्षित किया है। हालाँकि, एक उच्च-प्रदर्शन सामग्री के रूप में, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण (डायोड, विद्युत उपकरण) इसके अनुप्रयोगों का केवल एक छोटा सा हिस्सा हैं। सिलिकॉन कार्बाइड का उपयोग अपघर्षक, काटने वाली सामग्री, संरचनात्मक सामग्री, प्रकाशीय सामग्री, उत्प्रेरक वाहक आदि के रूप में भी किया जा सकता है। आज हम मुख्य रूप से सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक का परिचय देंगे, जिसमें स्थिर रासायनिक गुण, उच्च तापमान प्रतिरोध, घर्षण प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध, उच्च तापीय चालकता, कम तापीय प्रसार गुणांक, कम घनत्व और उच्च यांत्रिक शक्ति जैसे लाभ हैं। इसका व्यापक रूप से रासायनिक मशीनरी, ऊर्जा और पर्यावरण संरक्षण, अर्धचालक, धातु विज्ञान, राष्ट्रीय रक्षा और सैन्य उद्योगों, और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

1.सिलिकॉन कार्बाइड संरचना और गुण

सिलिकॉन कार्बाइड (सिक) में सिलिकॉन और कार्बन होते हैं और यह एक विशिष्ट बहुरूपी यौगिक है। यह मुख्यतः दो क्रिस्टल रूपों में पाया जाता है: α-सिक (उच्च तापमान पर स्थिर) और β-सिक (निम्न तापमान पर स्थिर)। इसके 200 से अधिक बहुरूपी रूप हैं, जिनमें β-सिक के 3C-सिक और α-सिक के 2H-सिक, 4H-सिक, 6H-सिक, और 15R-सिक विशेष रूप से प्रतिनिधि हैं।

1600°C से कम तापमान पर, सिक β-सिक के रूप में मौजूद होता है, जिसे सिलिकॉन और कार्बन के साधारण मिश्रण से लगभग 1450°C पर बनाया जा सकता है। 1600°C से ऊपर, β-सिक धीरे-धीरे α-सिक के विभिन्न पॉलीटाइप में बदल जाता है। 4H-सिक लगभग 2000°C के तापमान पर आसानी से बन जाता है; 6H और 15R दोनों पॉलीटाइप को आसानी से बनने के लिए 2100°C से ऊपर के तापमान की आवश्यकता होती है। 6H-सिक 2200°C से अधिक तापमान पर भी बहुत स्थिर रहता है, जिससे इसे औद्योगिक अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। शुद्ध सिलिकॉन कार्बाइड एक रंगहीन, पारदर्शी क्रिस्टल है। औद्योगिक सिलिकॉन कार्बाइड घटती पारदर्शिता वाले रंगों में आता है, जिसमें रंगहीन, हल्का पीला, हल्का हरा, गहरा हरा, हल्का नीला, गहरा नीला और यहां तक कि काला भी शामिल है। अपघर्षक उद्योग सिलिकॉन कार्बाइड को रंग के आधार पर वर्गीकृत करता है: काला सिलिकॉन कार्बाइड और हरा सिलिकॉन कार्बाइड। रंगहीन से गहरे हरे रंग के सिलिकॉन कार्बाइड को हरे सिलिकॉन कार्बाइड के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, जबकि हल्के नीले से काले रंग के सिलिकॉन कार्बाइड को काले सिलिकॉन कार्बाइड के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। काला सिलिकॉन कार्बाइड और हरा सिलिकॉन कार्बाइड दोनों ही α-सिक षट्कोणीय क्रिस्टल हैं। आमतौर पर, सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक में कच्चे माल के रूप में हरे सिलिकॉन कार्बाइड पाउडर का उपयोग किया जाता है।

2.सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक तैयार करने की प्रक्रिया

सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक, सिलिकॉन कार्बाइड के कच्चे माल को कुचलकर, पीसकर और वर्गीकृत करके बनाए जाते हैं ताकि एक समान कण आकार वितरण वाले सिक कण प्राप्त किए जा सकें। फिर सिक कणों को एक सिंटरिंग योज्य और एक अस्थायी बाइंडर के साथ मिलाकर, एक हरे रंग के कॉम्पैक्ट में दबाया जाता है, और फिर उच्च तापमान पर सिंटर किया जाता है। हालाँकि, सी-C बंधों की उच्च सहसंयोजक प्रकृति (~88%) और उनके कम विसरण गुणांक के कारण, तैयारी प्रक्रिया में मुख्य चुनौतियों में से एक सिंटरिंग के दौरान घनत्व प्राप्त करने में कठिनाई है। उच्च-घनत्व वाले सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक तैयार करने की विधियों में अभिक्रिया सिंटरिंग, दाब रहित सिंटरिंग, दाब रहित सिंटरिंग, गर्म दबाव, पुनःक्रिस्टलीकरण सिंटरिंग, गर्म आइसोस्टैटिक दबाव और स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग शामिल हैं। हालाँकि, सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक कम फ्रैक्चर टफनेस से ग्रस्त हैं, जिसके परिणामस्वरूप अधिक भंगुरता होती है। इसलिए, हाल के वर्षों में, सिलिकॉन कार्बाइड आधारित मिश्रित सिरेमिक, जैसे कि फाइबर (या व्हिस्कर) सुदृढीकरण, विषम कण फैलाव सुदृढ़ीकरण, और कार्यात्मक रूप से ढाल सामग्री, एकल सामग्री की कठोरता और ताकत में सुधार करने के लिए उभरे हैं।

3. सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक के अनुप्रयोग और विकास की संभावनाएं 

उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ एक उच्च तापमान संरचनात्मक सिरेमिक सामग्री के रूप में, सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक का उपयोग उच्च तापमान भट्टों, इस्पात धातु विज्ञान, पेट्रोकेमिकल्स, मैकेनिकल इलेक्ट्रॉनिक्स, एयरोस्पेस, ऊर्जा और पर्यावरण संरक्षण, परमाणु ऊर्जा, ऑटोमोबाइल और अन्य क्षेत्रों में तेजी से किया गया है। हम सोचते हैं कि महान करने के लिए सबसे संभव विधि का उपयोग करना 

भविष्य में, जैसे-जैसे नई ऊर्जा वाहनों, ऊर्जा, उद्योग, संचार और अन्य क्षेत्रों की प्रवेश दर बढ़ती है, और विभिन्न क्षेत्रों में उच्च परिशुद्धता, उच्च पहनने के प्रतिरोध और उच्च विश्वसनीयता वाले यांत्रिक घटकों या इलेक्ट्रॉनिक घटकों की आवश्यकताएं तेजी से कठोर होती जाती हैं, सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक उत्पादों के बाजार का आकार बढ़ने की उम्मीद है, जिनमें से नई ऊर्जा वाहन और फोटोवोल्टिक्स महत्वपूर्ण विकास क्षेत्र हैं।