ซิลิกอนคาร์ไบด์ที่ถูกพันธะออกไซด์ (สพฐ) เป็นวัสดุเซรามิกคอมโพสิตขั้นสูงประเภทหนึ่งซึ่งเกิดจากการยึดติด ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) อนุภาคร่วมกับสารยึดเกาะออกไซด์. สารยึดเกาะออกไซด์โดยทั่วไปจะเป็นซิลิกา (SiO2), แต่เป็นออกไซด์อื่นๆ เช่น อลูมินา (อัลทูโอ3) และเซอร์โคเนีย (ZrO2) ยังสามารถใช้ได้.
OBSC ผลิตโดยการผสมอนุภาค SiC กับสารยึดเกาะออกไซด์ จากนั้นกดส่วนผสมให้เป็นรูปร่างที่ต้องการ. จากนั้นส่วนที่มีรูปร่างจะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง (โดยทั่วไป 1400-1600 องศาเซลเซียส) เพื่อเผาสารยึดเกาะและเชื่อมอนุภาค SiC เข้าด้วยกัน.
องค์ประกอบและคุณสมบัติของซิลิกอนคาร์ไบด์พันธะออกไซด์
- โดยทั่วไปจะประกอบด้วยรอบๆ 67% SiC, 30% อัล₂O₃ (อลูมินา), และ 3.7% SiO₂ (ซิลิกา).
- มีความพรุนอย่างเห็นได้ชัด 14%, โมดูลัสของการแตกของ 8,000 PSI ที่ 2000°F (55 MPa), และความหนาแน่นรวมของ 190-195 ปอนด์/ฟุต³.
- แสดงการนำความร้อนที่ดีและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนแบบผันกลับได้ที่ 3.1×10⁶ นิ้ว/นิ้ว °F.
สพฐ. มีคุณสมบัติอันพึงประสงค์หลายประการ, รวมทั้ง:
- มีความแข็งแรงและความแข็งสูง
- ทนต่อการสึกหรอได้ดี
- การนำความร้อนที่ดีเยี่ยม
- มีเสถียรภาพทางความร้อนสูง
- ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี
การใช้งานซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ยึดด้วยออกไซด์
- สวมใส่ชิ้นส่วน, เช่น ซีล, ตลับลูกปืน, และใบพัดปั๊ม
- ส่วนประกอบที่มีอุณหภูมิสูง, เช่นวัสดุบุผิวเตาและหัวฉีดหัวเผา
- อุปกรณ์การประมวลผลเซมิคอนดักเตอร์
- อุปกรณ์แปรรูปเคมีและปิโตรเคมี
- ส่วนประกอบการบินและอวกาศ
OBSC กำลังได้รับความนิยมมากขึ้นสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์การแพทย์, เช่น การปลูกถ่ายสะโพกและเข่า, เนื่องจากมีคุณสมบัติเข้ากันได้ทางชีวภาพและทนต่อการสึกหรอได้ดีเยี่ยม.
แอปพลิเคชันเฉพาะบางอย่างสำหรับ OBSC
- ใบพัดกังหันแก๊ส
- จานเบรก
- แผ่นคลัช
- เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน
- หัวฉีดจรวด
- การปลูกถ่ายทางการแพทย์
- เครื่องมือตัด
- แม่พิมพ์โรงหล่อ
- พื้นผิวอิเล็กทรอนิกส์
OBSC เป็นวัสดุที่ค่อนข้างใหม่, แต่กำลังได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วเนื่องจากมีคุณสมบัติพิเศษและเป็นที่ต้องการ. เนื่องจากเทคโนโลยีมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง, เราคาดว่า OBSC จะถูกนำไปใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆ มากขึ้นอีกในอนาคต.
