سلکان کاربائیڈ SiC اعلیٰ معیار کی تیاری

سلیکن کاربائیڈ کیا ہے؟

کاربن اور سلکان مل کر سلکان کاربائیڈ یا SiC بناتے ہیں۔ یہ ایک ابھرتا ہوا مواد ہے جو سیمی کنڈکٹر آلات میں استعمال ہوتا ہے جو ایک سخت سیمی کنڈکٹر کرسٹل مواد ہے۔ اپنی خاص خوبیوں کی وجہ سے اس کے بے شمار استعمال ہیں۔ پنسلوانیا کے ایڈورڈ ایچیسن نے 1891 میں سلکان کاربائیڈ دریافت کیا۔ یہ صنعت میں استعمال ہونے والے سب سے اہم سیرامک ​​مواد میں سے ہے۔ یہ صنعتی انقلاب کے لیے ضروری تھا اور آج بھی بڑے پیمانے پر ساختی سیرامکس، اسٹیل کے اضافے اور کھرچنے والی چیزوں میں استعمال ہوتا ہے۔

سیلیکون کاربائیڈ کی کیمیائی خصوصیات – SiC

سلیکون کاربائیڈ کے کرسٹل ایک گھنے بھرے ڈھانچے کی تشکیل کرتے ہیں جس کے درمیان ہم آہنگی بانڈ ہوتے ہیں۔ ایٹموں کو دو بنیادی کوآرڈینیشن ٹیٹراہیڈرا بنانے کے لیے منظم کیا گیا ہے، جہاں ایک مرکز Si اور C ایٹم چار کاربن اور چار سلیکون ایٹموں سے جڑا ہوا ہے۔ قطبی ڈھانچے ان ٹیٹراہیڈرا کو اسٹیک کرکے اور ان کے کونوں سے جوڑ کر بنتے ہیں۔

پولی ٹائپس قطبی ڈھانچے ہیں جو ان کے کونوں سے جڑے ہوئے ٹیٹراہیڈرل یونٹوں پر مشتمل ہیں۔

اعلی کیمیائی مزاحمت: اس کی مضبوط کیمیائی مزاحمت کی وجہ سے، سلکان کاربائیڈ آسانی سے corrosive گیسوں، تیزاب، یا alkalis کے ذریعے ختم نہیں ہوتا ہے۔ اس کی خاصیت کی وجہ سے اسے دشمن کیمیکل سیٹنگز میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔

اچھی آکسیکرن مزاحمت: سلیکن کاربائیڈ ایسی ایپلی کیشنز میں فائدہ مند ہے جہاں اعلی درجہ حرارت اور آکسیکرن کی نمائش اس کی اعلی آکسیڈیشن مزاحمت کی وجہ سے ایک عنصر ہے، جو اسے نمایاں انحطاط کا سامنا کیے بغیر اعلی درجہ حرارت کو برداشت کرنے کے قابل بناتا ہے۔

جڑنا: سلکان کاربائیڈ اپنی کیمیائی جڑت کی وجہ سے دوسرے کیمیکلز کے ساتھ آسانی سے رد عمل ظاہر نہیں کرتا ہے۔ یہ ان ایپلی کیشنز میں مددگار ہے جو اپنی خصوصیات کی وجہ سے مستحکم اور غیر{1}}ری ایکٹیو مواد کا مطالبہ کرتی ہیں۔

براڈ بینڈ گیپ: کسی مواد میں والینس اور کنڈکشن بینڈ کے درمیان توانائی کے فرق کو سلکان کاربائیڈ میں وسیع بینڈ گیپ کہا جاتا ہے۔ اس خاصیت کی وجہ سے، سلکان کاربائیڈ بلند درجہ حرارت پر برقی موصلیت کی اعلیٰ خصوصیات کا مظاہرہ کر سکتا ہے، جو اسے اعلی-طاقت اور اعلی-درجہ حرارت والے الیکٹرانک آلات میں استعمال کے لیے موزوں بناتا ہے۔

سیمی کنڈکٹر کی خصوصیات: خصوصی برقی خصوصیات کے ساتھ ایک سیمی کنڈکٹر مواد سلکان کاربائیڈ ہے۔ اس کی ہائی الیکٹران موبلٹی، ہائی تھرمل چالکتا، اور ہائی بریک ڈاؤن الیکٹرک فیلڈ کی شدت سب موجود ہیں۔ یہ ان خصوصیات کی وجہ سے اعلی-فریکوئنسی اور پاور الیکٹرانکس ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہے۔

ترکیب اور پاکیزگی: پیٹرولیم کوک اور اعلی-پاکیزہ کوارٹج ریت کو عام طور پر سلکان کاربائیڈ کی ترکیب میں استعمال کیا جاتا ہے۔ ایسی صنعتوں میں جہاں کارکردگی کو معمولی آلودگی سے متاثر کیا جا سکتا ہے، سلکان کاربائیڈ کی پاکیزگی بہت اہم ہے۔

سلیکن کاربائیڈ کی ایپلی کیشنز

1. پاور الیکٹرانکس: ان کی اعلی تھرمل چالکتا، مضبوط بریک ڈاؤن الیکٹرک فیلڈ کی طاقت، اور اعلی درجہ حرارت کے کام کرنے کی خصوصیات کی وجہ سے، اس صنعت میں سلکان کاربائیڈ کو اکثر استعمال کیا جاتا ہے۔ پاور کنورٹرز، انورٹرز، موٹر ڈرائیوز، اور ہائی-وولٹیج DC-DC کنورٹرز اس کے چند استعمال ہیں۔

2. آٹوموبائل انڈسٹری: چونکہ سلکان کاربائیڈ زیادہ درجہ حرارت اور وولٹیج کو برداشت کر سکتی ہے، یہ آٹوموبائل سیکٹر میں زیادہ سے زیادہ مقبول ہوتی جا رہی ہے۔ یہ الیکٹرک گاڑیوں (EVs) کے لیے کرشن انورٹرز، بیٹری چارجرز اور پاور الیکٹرانکس میں استعمال ہوتا ہے۔ جب روایتی سلکان پر مبنی اجزاء سے موازنہ کیا جائے تو، سلیکون کاربائیڈ- پر مبنی اجزاء کارکردگی کو بڑھا سکتے ہیں، سائز کم کر سکتے ہیں اور وزن کم کر سکتے ہیں۔

3. ایرو اسپیس اور دفاع: سلیکون کاربائیڈ ان شعبوں میں استعمال کرتا ہے جہاں اعلی طاقت اور درجہ حرارت کی ضروریات ضروری ہیں۔ اس کا استعمال ریڈار سسٹمز، ہائی-درجہ حرارت کے سینسرز، اور ایوی ایشن پاور سسٹمز میں ہوتا ہے۔

4. صنعتی حرارتی اور بھٹیاں: سیرامکس، شیشے، دھات کاری اور دیگر صنعتوں میں حرارتی عناصر، بھٹیوں اور بھٹے کا فرنیچر بنانے کے لیے سلکان کاربائیڈ کا استعمال اس کی اعلی تھرمل چالکتا اور غیر معمولی تھرمل جھٹکا مزاحمت کی وجہ سے کیا جا سکتا ہے۔

5. کھرچنے والی پروسیسنگ: سلکان کاربائیڈ کو اس کی سختی اور کھرچنے والی خصوصیات کی وجہ سے کھرچنے والی پروسیسنگ کے مختلف طریقوں میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس کا استعمال سینڈ پیپر، سینڈ بلاسٹنگ، کٹنگ ٹولز اور پیسنے والے پہیوں میں ہوتا ہے۔

6. ریفریکٹری میٹریل: سلکان کاربائیڈ اپنے اعلی پگھلنے کے نقطہ اور کیمیائی استحکام کی وجہ سے ریفریکٹری ایپلی کیشنز کے لیے ایک اچھا انتخاب ہے۔ یہ کروسیبلز، بھٹے کا فرنیچر، اور ریفریکٹری لائننگ تیار کرنے کے لیے اعلی-درجہ حرارت کے کاموں میں استعمال ہوتا ہے۔

7. واٹر ٹریٹمنٹ: فلٹریشن اور پیوریفیکیشن سلکان کاربائیڈ جھلیوں کے استعمال ہیں، جو انتہائی پائیدار اور کیمیکلز کے خلاف مزاحم ہیں۔

8. additives اور کوٹنگز: مختلف مواد کی خصوصیات کو بہتر بنانے کے لیے، سلکان کاربائیڈ کو ایک additive کے طور پر شامل کیا جا سکتا ہے۔ آٹوموٹو ایپلی کیشنز میں، اسے کم ہارمونکس، آلودگی اور رگڑ کے لیے تیل کے اضافے کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ پہننے اور سنکنرن مزاحمت پیش کرنے کے لیے کوٹنگز میں بھی استعمال ہوتا ہے۔

سلیکن کاربائیڈ کی تیاری کا عمل

خام مال: کاربونیسیئس معدنیات جیسے سلیکا ریت، پیٹرولیم کوک، یا کوئلہ ٹار پچ بنیادی خام مال ہیں جو سلکان کاربائیڈ کی تیاری میں استعمال ہوتے ہیں۔ یہ مواد احتیاط سے منتخب کیا جاتا ہے اور زیادہ سے زیادہ پاکیزگی اور مستقل مزاجی کو یقینی بنانے کے لیے علاج کیا جاتا ہے۔

اختلاط اور شکل دینا: ضروری مقدار میں کاربونیسیئس اجزاء اور سلیکا ریت کو ملا دیں۔ مرکب کو بعد میں مختلف طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے شکل دی جاتی ہے، بشمول دبانے، اخراج، یا دانے دار کو مطلوبہ شکل میں، جیسے بلاکس، سلیب، یا پاؤڈر۔

رد عمل اور ترکیب: Acheson یا مزاحمتی بھٹیوں کو عام طور پر اعلی-درجہ حرارت کے رد عمل کے عمل کے لیے استعمال کیا جاتا ہے جس کے نتیجے میں مرکب گزرتا ہے۔ اس تکنیک میں، سلکان کاربائیڈ اس وقت بنتی ہے جب کاربوناسیئس عناصر اور سلکان ڈائی آکسائیڈ کاربوتھرمل کمی کے رد عمل کے ذریعے تعامل کرتے ہیں۔ سلکان کاربائیڈ کے مناسب کرسٹل ڈھانچے اور پاکیزگی کی ضمانت دینے کے لیے، exothermic رد عمل کے دوران درجہ حرارت کو احتیاط سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔

کرشنگ اور پیسنا: سلکان کاربائیڈ کو کچل دیا جاتا ہے اور رد عمل کے عمل سے ٹھنڈا ہونے کے بعد ضروری ذرہ سائز میں گرا دیا جاتا ہے۔ یہ مرحلہ اس بات کو یقینی بنانے کے لیے اہم ہے کہ تیار شدہ مصنوعات میں مناسب خصوصیات ہوں اور وہ یکساں ہو۔

طہارت اور تطہیر: نجاست کو ختم کرنے اور سلیکن کاربائیڈ کے معیار کو بڑھانے کے لیے، مزید طہارت اور تطہیر کے طریقہ کار کو عمل میں لایا جا سکتا ہے۔ ایسڈ لیچنگ، کیمیائی علاج، اور تھرمل علاج جیسے عمل ان مراحل کی مثالیں ہیں۔

شکل دینا اور مکمل کرنا: کاٹنے، پیسنے، پالش کرنے، اور اینچنگ سمیت طریقوں کو استعمال کرتے ہوئے، خالص سلکان کاربائیڈ کا مزید علاج کیا جا سکتا ہے اور اسے مختلف شکلوں میں بنایا جا سکتا ہے، بشمول ویفرز، فائبرز یا اجزاء۔ یہ عمل مطلوبہ حتمی مصنوع کے طول و عرض، سطح کی تکمیل اور عمومی معیار حاصل کرنے کے لیے ضروری ہیں۔

ڈاؤن لوڈ، اتارنا ٹیگ: سلکان کاربائڈ sic اعلی معیار کی تیاری، چین سلکان کاربائڈ sic اعلی معیار کے مینوفیکچررز، سپلائرز، فیکٹری