Keçən ay Hebeydəki odadavamlı materiallar fabrikində baş mühəndisə baş çəkdim. Sobadan götürülmüş nümunəyə işarə edərək mənə dedi: “Bu kəsişə baxın. 'Yaşıl silikon karbid mikrotozu'nun əlavə edilməsi əsl fərq yaradır; kristallar daha sıx və rəng daha dəqiqdir.” Onun bəhs etdiyi “yaşıl silikon karbid mikrotozu” bu gün müzakirəmizin mövzusudur—yaşıl silikon karbid mikro tozuAşındırıcı materiallar sənayesində tanış bir tərkib hissəsi olsa da, son illərdə odadavamlı materiallar sahəsində innovativ tətbiqləri həqiqətən diqqətəlayiq olmuşdur.
İnanmayacaqsınız, amma yaşıl silikon karbid mikrotozu əvvəlcə odadavamlı materiallarda sadəcə "dəstəkləyici tərkib hissəsi" idi. Əvvəlki illərdə bəzi istehsalçılar müəyyən odadavamlı məhsulların aşınma müqavimətini artırmaq üçün az miqdarda əlavə edirdilər. Lakin son beş-altı ildə vəziyyət tamamilə dəyişdi. Polad, əlvan metallar və keramika kimi sənaye sahələri sobalara getdikcə daha yüksək tələblər qoyduqca - yüksək temperatur müqaviməti, korroziyaya davamlılıq və uzun xidmət müddəti tələb etdikcə - adi odadavamlı material formulaları getdikcə qeyri-kafi hala gəldi. Bu zaman material mühəndisləri diqqətlərini yenidən bu "köhnə dosta" yönəltdilər və düzgün istifadə edildikdə onun əsl "xəzinə materialı" olduğunu aşkar etdilər.
Niyə bu qədər populyar olduğunu anlamaq üçün onun əsas güclü tərəflərinə nəzər salmalıyıq. Birincisi, istiliyə davamlıdır.Yaşıl silikon karbidbir çox ənənəvi materiallara nisbətən yüksək temperaturda əhəmiyyətli dərəcədə daha güclü oksidləşmə müqaviməti nümayiş etdirir, hətta 1600℃ və ya daha yüksək temperaturda belə sabit qalır ki, bu da yüksək temperaturlu sobaların uzunömürlülüyünə töhfə verir. İkincisi, yüksək sərtliyə və aşınma müqavimətinə malikdir və bu da onu partlayıcı soba kranları və dövran edən maye yataqların astarları kimi material eroziyasından ağır təsirlənən ərazilər üçün ideal edir. Üçüncüsü və ən əsası, əla istilik keçiriciliyinə malikdir. Bəzən çatışmazlıq hesab edilən (istilik itkisini artıra biləcəyi üçün) bu xüsusiyyət hazırda istifadə olunur - sürətli və vahid istilik ötürülməsi və ya istilik şokuna davamlılıq tələb edən strukturlarda üstünlük halına gəlmişdir.
Bu xüsusiyyətlər praktik tətbiqlərə necə çevrilir? Gəlin birbaşa şahidi olduğum bir neçə nümunəni sizinlə bölüşüm.
Şandunqdakı böyük bir polad zavodunda torpedo çömçəli vaqonlarındakı astarların (əridilmiş dəmiri daşımaq üçün istifadə edilən böyük çömçələr) ömrü daim aşağı idi. Daha sonra texniki qrup tökmə materialına müəyyən bir hissəcik ölçüsündə yaşıl silikon karbid mikro-tozu əlavə etdi və möcüzə baş verdi. Yeni astar təkcə əridilmiş dəmir eroziyasına və şlak hücumuna qarşı əhəmiyyətli dərəcədə artan müqavimət göstərmədi, həm də mikro-toz matrisdəki məsamələri doldurduğu üçün daha sıx ümumi quruluşa səbəb oldu. Yerində olan bir mühəndis mənə dedi: “Əvvəllər təxminən iki yüz istifadədən sonra bir çömçəli astarın əsaslı təmirə ehtiyacı var idi; indi isə asanlıqla üç yüz əlli istifadəni keçib. Təkcə bu, illik texniki xidmət xərclərinə və dayanma itkilərinə xeyli qənaət edir.”
Daha da usta tətbiq funksional dərəcəli odadavamlı sobalardadır. Bəzi qabaqcıl sobalarda fərqli hissələr tamamilə fərqli mühitlərlə qarşılaşır. Bəzi sahələr həddindən artıq yanğına davamlılıq, digərləri istilik zərbəsinə davamlılıq, digərləri isə keçirməzlik tələb edir. Ağıllı yanaşma artıq hər şey üçün tək bir materialdan istifadə etmək deyil, fərqli təbəqələrdə fərqli formulalardan istifadə etməkdir. Yaşıl silikon karbid mikrotozu burada mühüm rol oynayır - yüksək temperaturlu əridilmiş metalla birbaşa təmasda olan işçi səth təbəqəsinə yüksək eroziya müqavimətindən istifadə edərək daha çox əlavə etmək olar; aralıq bufer təbəqəsində istilik genişlənməsinin uyğunluğunu optimallaşdırmaq üçün nisbət tənzimlənə bilər; arxa təbəqədə isə daha az və ya heç bir toz istifadə edilə bilməz. Bu laylı yanaşma həm ümumi performansı, həm də iqtisadiyyatı yaxşılaşdırır. Xüsusi keramika soba mebelləri istehsal edən Zhejiang şirkətinin bir şirkəti bu yanaşmadan istifadə edərək soba mebellərinin ömrünü 40%-dən çox artırıb.
Soruşa bilərsiniz ki, niyə sadəcə iri hissəciklər əlavə etmirsiniz? Niyə "mikro toz"da israr etməlisiniz? Əsas məsələ onun təkcə möhkəmləndirici faza kimi çıxış etmək deyil, həm də materialın sinterləşmə reaksiyasında iştirak etmək qabiliyyətidir. Yüksək temperaturda bu son dərəcə incə hissəciklər yüksək səth aktivliyinə malikdir, sinterləşməni təşviq edir və daha güclü keramika bağının yaranmasına kömək edir. Eyni zamanda, o, ən incə "qum" kimi təsir göstərir, digər aqreqat hissəciklər arasındakı boşluqları tamamilə doldurur və məsaməliyi əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Daha sıx materialda zərərli şlak və qələvi buxarların nüfuz etmə və zərər vermə ehtimalı daha azdır. Eyni formulaya malik odadavamlı tökmə materialları üçün müvafiq miqdarda yaşıl silikon karbid mikro tozunun əlavə edilməsinin yüksək temperaturda əyilmə möhkəmliyini 20%-30% artıra biləcəyini və keçirməzliyin yaxşılaşmasının daha da əhəmiyyətli olduğunu göstərən eksperimental məlumatlar gördüm.
Əlbəttə ki, yaxşı şeylər sadəcə təsadüfi şəkildə əlavə etdiyiniz bir şey deyil. Doza, hissəcik ölçüsü paylanması dizaynı və onu digər xammallarla (məsələn, boksit, korund və alüminium oksidi mikrotozu) necə birləşdirmək mürəkkəb məsələlərdir. Çox az şey nəzərə çarpan təsir göstərməyəcək, çox şey isə işləmə qabiliyyətinə təsir edə və ya həddindən artıq baha başa gələ bilər, bəzən hətta digər problemlərə (məsələn, müəyyən reduksiya atmosferlərinə həssaslıq) səbəb ola bilər. Bu, texniklərdən "optimal balansı" tapmaq üçün təkrar təcrübələr aparmağı tələb edir. Yaşlı bir mühəndis bir dəfə mənə çox uyğun bir bənzətmə danışdı: "Formulu tənzimləmək, ənənəvi Çin tibb həkiminin resept yazmasına bənzəyir; hər bir tərkib hissəsinin dozası diqqətlə nəzərə alınmalıdır."
Bu məqamda, yaşıl silikon karbid mikrotozunun odadavamlı materiallarda rolunun sadə bir "əlavə"dən materialın mikrostrukturunu və xüsusiyyətlərini dəyişdirə bilən "əsas modifikasiyaediciyə" keçdiyini anlamış ola bilərsiniz. Bu, yalnız müəyyən göstəricilərdə irəliləyişlər gətirmir, həm də material dizaynı üçün imkanları genişləndirir. İndi hətta bəzi tədqiqat institutları da növbəti nəsil daha ağıllı və daha uzunömürlü odadavamlı materiallar yaratmaq üçün onu nanotexnologiya və yerində reaksiya texnologiyası ilə necə birləşdirəcəyini öyrənirlər.
Aşındırıcı sənayesindəki veterandan odadavamlı materiallar sahəsində yüksələn ulduza qədər yaşıl silikon karbid mikrotozunun hekayəsi bizə texnoloji tərəqqinin çox vaxt fənlərarası inteqrasiyada və köhnə materiallarda yeni kəşflərdə olduğunu göstərir. Bu, yemək bişirməkdə vacib ədviyyat kimidir; düzgün və lazımi temperaturda istifadə edildikdə, bütün yeməyi daha yüksək səviyyəyə qaldıra bilər. Növbəti dəfə o müasir sobaların alov içində davamlı işlədiyini gördükdə, onların möhkəm astarının içərisində saysız-hesabsız kiçik yaşıl kristalların səssizcə həyati dəstəkləyici rol oynadığını təsəvvür edə bilərsiniz. Bu, bəlkə də materialşünaslığın cazibəsidir - o, həmişə ən ənənəvi yerlərdə ən innovativ çiçəkləri aça bilər.