სილიციუმის კარბიდის ბოჭკო
სილიციუმის კარბიდის ბოჭკოები
სილიციუმი (ლათ. silex (silicis) კაჟი, წარმოადგენს ოთხვალენტიან მეტალოიდს, ქიმიურ ელემენტს ატომური ნომრით 14.
სიმბოლო – Si.
სიმკვრივე – 2329 კგ/მ3 (თხევად მდგომარეობაში – 2570 კგ/მ3);
დნობის ტემპერატურა – 1414°C;
დუღილის ტემპერატურა – 3265°C;
სიმაგრე მოოსის სკალით – 6,5.
სილიციუმი სამყაროში გავრცელებით მერვე ელემენტია წონის მიხედვით, მაგრამ იგი ბუნებაში უძველესი დროიდან გვხვდება, როგორც თავისუფალი ელემენტი. ფართოდაა წარმოდგენილი ქვიშაში, მტვერში, პლანეტოიდებსა და პლანეტებში სილიციუმის დიოქსიდის სხვადასხვა ფორმით (კაჟმიწა) ან სილიკატების სახით. სილიციუმი დედამიწის ქერქში გავრცელებით მეორეა ჟანგბადის შემდეგ, რაც ქერქის 25,7%-ზე მეტს შეადგენს მასის მიხედვით. ოქსიდის ან სილიკატის ფორმით სილიციუმი გამოიყენება მინის, ცემენტისა და კერამიკის წარმოებაში. ბუნებრივი სილიციუმი ძლიერ ჰიგროსკოპული რუხი ფერის ფხვნილია და აქვს მეტალური ბზინვარება. იგი ერთადერთია იმ მცირერიცხოვან ნივთიერებებს შორის (მსგავსად წყლისა და გალიუმისა), რომელთა სიმკვრივე თხევად მდგომარეობაში მეტია, ვიდრე მყარ მდგომარეობში, რადგან იგი ფართოვდება გაყინვისას.
სილიციუმი პირველად იდენტიფიცირებული იყო 1787 წელს ლავუაზიეს მიერ, როგორც კაჟის შემადგენელი კომპონენტი. ბუნებაში გვხვდება მხოლოდ ჟანგბადნაერთების სახით. სილიციუმის ორჟანგი – კაჟმიწა ცნობილია კვარცისა და მთის ბროლის სახელით. სხვადასხვა ოქსიდით შეფერილი SiO2-ის კრისტალები ბუნებაში ძვირფასი ქვების სახით გვხვდება, როგორიცაა – ამეთვისტო, აქატი, კვარცი, ქალკოდინი, იასპი (ეშმა), ოპალი და სხვ. სილიკატების შემადგენლობაში სილიციუმის და ჟანგბადის გარდა ხშირად გვხვდება მესამე ელემენტი – ალუმინი. ასეთ ნაერთებს ალუმინსილიკატები ეწოდებათ. ეს უკანასკნელი შეადგენს დედამიწის ქერქის ძირითად მასას. მას მიეკუთვნება ფართოდ გავრცელებული მინერალი მინდვრის შპატი (სილიციუმისა და ალუმინის ჟანგების გარდა შეიცავს კალიუმის, ნატრიუმის ან კალციუმის ჟანგებს). მინდვრის შპატიდან მიიღება თეთრი თიხა კაოლინი (Al2O3×2SiO2×2H2O). ჩვეულებრივი თიხა წარმოადგენს რკინის ჟანგებითა და სხვა მინარევებით შეფერილ კაოლინს. ბუნებაში გავრცელებული ალუმინსილიკატებისაგან ასევე მნიშვნელოვანია აზბესტი, ტალკი, თეთრი ქარსი.
სილიციუმს იყენებენ მეტალურგიაში კოროზიისადმი მედეგი სილიციუმიანი ფოლადის წარმოებაში. 15-18% ს. შემცველი ფოლადები ცეცხლგამძლე და მჟავების მიმართ მედეგია, რის გამოც გამოიყენება ქიმიური აპარატურის დასამზადებლად. სილიციუმის შენადნობი რკინასთან ე. წ. ეროსილიციუმი, რომელიც მიიღება კოქსით კაჟმიწისა და რკინის ერთდროული აღდგენით, გამოიყენება ფოლადის წარმოებაში განმჟანგავად (გალღობილ ლითონში გახსნილი ჟანგბადის ან ლითონის ჟანგბადნაერთიდან ჟანგბადის მოსაცილებლად) და მჟავამედეგ ნაკეთობათა დასამზადებლად. მცირე რაოდენობით წყალთან თიხის შერევით მიღებული პლასტიკური მასისაგან ამზადებენ სხვადასხვა ფორმის ნაკეთობას, რომელიც მიღებულ ფორმას ინარჩუნებს გაშრობის შემდეგ და მაგრდება გამოწვისას. გამომწვარ თიხის ნაკეთობებს კერამიკული ეწოდება. გამოყენების მიხედვით განასხვავებენ სამშენებლო, ცეცხლგამძლე, ქიმიურად მედეგ, საყოფაცხოვრებო და ტექნიკურ კერამიკას. სამშენებლო კერამიკას მიეკუთვნება აგური, კრამიტი და სხვ. ქიმიურად მედეგი კერამიკა იხმარება ქიმიურ მრეწველობაში. საყოფაცხოვრებო კერამიკას მიეკუთვნება ფაიფურის ნაკეთობები, ხოლო ტექნიკური კერამიკა გამოიყენება იზოლატორების, კონდენსატორების, მაღალტემპერატურული ტიგელებისა და სხვათა დასამზადებლად.
სილიციუმის კარბიდის ბოჭკოები
სილიციუმის კარბიდის (SiC) ბოჭკოები (თერმომედეგი ბოჭკოები) მიიღება ვოლფრამის ან ნახშირბადის საფუძველზე. ფიზიკურ-მექანიკური თვისებების შესაბამისად, ეს ბოჭკოები უპირატესად გამოიყენება ლითონკომპოზიტებში, რომლებსაც მუშაობა ხანგრძლივად უხდებათ მაღალი ტემპერატურის ზემოქმედების პირობებში. მიღების ტექნოლოგია ისეთივეა, როგორც ბორის ბოჭკოების, თუმცა აღსანიშნავია, რომ თანამედროვე პირობებში უპირატესობა ენიჭება ნახშირბადის ბოჭკოებს (ვოლფრამის ძაფის სანაცვლოდ). ასეთი ბოჭკოები უფრო იაფია, მაგრამ აქვთ შემცირებული სიმტკიცის მახასიათებლები და ამაღლებული მგრძნობიარობა ზედაპირული დაზიანებების მიმართ, რაც განპირობებულია მასალის წვრილმარცვლოვანი სტრუქტურით.
სილიციუმის კარბიდით დაარმირებული ალუმინისაგან ამზადებენ თვითმფრინავის ფრთის მზიდ ელემენტებს და მართვადი რაკეტების კორპუსებს, დაარმირებული ტიტანისაგან – ამძრავ ლილვებსა და საჰაერო ხრახნის ფრთებს. მეტად პერსპექტიულია სილიციუმის კარბიდით დაარმირებული კერამიკული ჯავშანი.
