Моҳи гузашта ман ба назди як муҳандиси калон дар корхонаи масолеҳи оташфишон дар Ҳебей рафтам. Ӯ ба намунае, ки нав аз танӯр гирифта шуда буд, ишора карда, ба ман гуфт: "Ба ин буриши буриш нигоҳ кунед. Илова кардани "микрохокаи сабзи карбиди силикон" фарқияти воқеӣ эҷод мекунад; кристаллҳо зичтар ва ранг дақиқтар аст." "Микрохокаи сабзи карбиди силикон", ки ӯ зикр кард, мавзӯи баҳси имрӯзаи мост—микропорошкаи карбиди силикони сабзГарчанде ки он як ҷузъи шинос дар саноати абразивҳо аст, татбиқи инноватсионии он дар соҳаи маводҳои оташгиранда дар солҳои охир воқеан аҷиб буд.
Шояд шумо бовар накунед, аммо микропораи карбиди сабзи силикон дар аввал танҳо як "ҷузъи ёрирасон" дар маводҳои оташгиранда буд. Дар солҳои қаблӣ, баъзе истеҳсолкунандагон барои беҳтар кардани муқовимати фарсудашавии баъзе маҳсулоти оташгиранда миқдори кам илова мекарданд. Аммо, дар панҷ ё шаш соли охир вазъ комилан тағйир ёфт. Азбаски соҳаҳо ба монанди пӯлод, металлҳои ранга ва сафолӣ талаботи бештареро ба танӯрҳо - ки муқовимат ба ҳарорати баланд, муқовимат ба зангзанӣ ва мӯҳлати хизмати дарозро талаб мекунанд - пешниҳод мекунанд, формулаҳои оддии маводи оташгиранда торафт нокифоятар мешаванд. Дар ин лаҳза, муҳандисони мавод таваҷҷӯҳи худро ба ин "дӯсти кӯҳна" равона карданд, аммо фаҳмиданд, ки ҳангоми истифодаи дуруст, он як "маводи ганҷӣ"-и воқеӣ аст.
Барои фаҳмидани он ки чаро он ин қадар маъмул аст, мо бояд ба ҷиҳатҳои асосии он назар андозем. Аввалан, он ба гармӣ тобовар аст.Карбиди силикони сабздар ҳарорати баланд нисбат ба бисёр маводҳои анъанавӣ муқовимати оксидшавии назаррасро нишон медиҳад ва ҳатто дар ҳарорати 1600℃ ё баландтар устувор мемонад, ки ба дарозумрии кӯраҳои ҳарорати баланд мусоидат мекунад. Дуюм, он сахтии баланд ва муқовимати фарсудашавӣ дорад, ки онро барои минтақаҳое, ки аз эрозияи мавод сахт осеб дидаанд, ба монанди сӯрохиҳои кӯраҳои домнагӣ ва рӯйпӯшҳои катҳои моеъшудаи гардишкунанда, беҳтарин мегардонад. Сеюм ва муҳимтар аз ҳама, он дорои гузариши аълои гармӣ мебошад. Ин хусусият, ки баъзан як камбудӣ ҳисобида мешавад (зеро он метавонад талафоти гармиро зиёд кунад), ҳоло истифода мешавад - он дар сохторҳое, ки интиқоли зуд ва яксони гармӣ ё муқовимати зарбаи гармиро талаб мекунанд, ба як бартарӣ табдил ёфтааст.
Чӣ тавр ин хосиятҳо ба татбиқи амалӣ табдил меёбанд? Бигзор ман чанд мисолеро, ки худам шоҳиди он шудаам, нақл кунам.
Дар як корхонаи бузурги пӯлод дар Шандонг, мӯҳлати истифодаи рӯйпӯшҳо дар мошинҳои торпедоӣ (рӯпӯшҳои калоне, ки барои интиқоли оҳани гудохта истифода мешуданд) мунтазам паст буд. Баъдтар, гурӯҳи техникӣ микро-хокаи сабзи карбиди кремнийро бо андозаи зарраҳои мушаххас ба рехташаванда илова кард ва мӯъҷизае ба амал омад. Рӯпӯши нав на танҳо муқовимати назаррасро ба эрозияи оҳани гудохта ва ҳамлаи шлак нишон дод, балки инчунин, азбаски микро-хока сӯрохиҳои матритсаро пур кард, боиси сохтори умумии хеле зичтар гардид. Як муҳандиси дар ҷои кор ба ман гуфт: "Қаблан, рӯйпӯши рӯйпӯш пас аз тақрибан дусад истифода ба таъмири асосӣ ниёз дошт; ҳоло он ба осонӣ аз сесаду панҷоҳ истифода мегузарад. Танҳо ин маблағи назаррасро аз хароҷоти нигоҳдории солона ва талафоти корношоямӣ сарфа мекунад."
Истифодаи боз ҳам оқилонатар дар оташбардорҳои функсионалӣ мебошад. Дар баъзе кӯраҳои пешрафта, қисмҳои гуногун бо муҳитҳои хеле гуногун рӯбарӯ мешаванд. Баъзе минтақаҳо ба муқовимати шадид ба оташ, дигарон ба муқовимати зарбаи гармӣ ва дигарон ба ногузарӣ ниёз доранд. Роҳи оқилона дигар истифодаи як мавод барои ҳама чиз нест, балки истифодаи формулаҳои гуногун дар қабатҳои гуногун мебошад. Дар ин ҷо микропорошкаи карбиди силикони сабз нақши муҳим мебозад - ба қабати сатҳи корӣ, ки мустақиман бо металли гудохташудаи ҳарорати баланд тамос мегирад, бо истифода аз муқовимати баланди эрозия, миқдори бештар илова кардан мумкин аст; дар қабати буферии мобайнӣ, таносубро барои беҳтар кардани мутобиқати васеъшавии гармӣ танзим кардан мумкин аст; ва дар қабати пуштибонӣ, хокаи камтар ё тамоман истифоданашуда метавонад истифода шавад. Ин равиши қабатӣ ҳам самаранокии умумӣ ва ҳам сарфаро беҳтар мекунад. Ширкате дар Чжэцзян, ки мебелҳои махсуси керамикии кӯраҳоро истеҳсол мекунад, бо истифода аз ин равиш мӯҳлати истифодаи мебелҳои кӯраҳои худро беш аз 40% зиёд кардааст.
Шумо метавонед пурсед, ки чаро танҳо зарраҳои дағал илова накунед? Чаро исрор кунед, ки ба "микрохока"? Калиди он дар қобилияти он аст, ки на танҳо ҳамчун марҳилаи тақвиятдиҳанда амал кунад, балки дар аксуламали синтеризатсияи мавод низ иштирок кунад. Дар ҳарорати баланд, ин зарраҳои хеле майда фаъолияти сатҳии баланд доранд, ки синтеризатсияро мусоидат мекунанд ва ба ташаккули пайванди қавитари сафолӣ мусоидат мекунанд. Ҳамзамон, он мисли "реги майда" амал мекунад ва фосилаҳои байни дигар зарраҳои агрегатиро пурра пур мекунад ва сӯрохиро ба таври назаррас коҳиш медиҳад. Бо маводи зичтар, эҳтимоли камтари ворид шудан ва зарар расонидан ба шлакҳои зараровар ва буғҳои ишқорӣ вуҷуд дорад. Ман маълумоти таҷрибавиро дидаам, ки нишон медиҳанд, ки барои рехтагарҳои оташгиранда бо ҳамон формула, илова кардани миқдори муносиби микрохокаи карбиди сабзи кремний метавонад қувваи хамшавии ҳарорати баландро 20%-30% зиёд кунад ва беҳтар шудани ногузарӣ боз ҳам муҳимтар аст.
Албатта, чизҳои хуб танҳо чизе нестанд, ки шумо онҳоро бетартиб мепартоед. Миқдор, тарҳи тақсимоти андозаи зарраҳо ва чӣ гуна якҷоя кардани он бо дигар ашёи хом (масалан, боксит, корунд ва микропораи алюминий) ҳама масъалаҳои мураккаб мебошанд. Камтар таъсири назаррас нахоҳад дошт, дар ҳоле ки аз ҳад зиёд метавонад ба қобилияти кор таъсир расонад ё хеле гарон шавад ва баъзан ҳатто мушкилоти дигарро ба вуҷуд орад (масалан, ҳассосият ба баъзе атмосфераҳои коҳишдиҳанда). Ин аз техникҳо талаб мекунад, ки барои ёфтани "тавозуни оптималӣ" таҷрибаҳои такрорӣ гузаронанд. Як муҳандиси пиронсол боре ба ман як қиёси хеле муносибро гуфт: "Танзими формула ба монанди духтури тибби анъанавии чинӣ аст, ки дорухат таъин мекунад; миқдори ҳар як компонент бояд бодиққат баррасӣ карда шавад."
Дар ин лаҳза, шумо шояд дарк карда бошед, ки нақши микропораи карбиди силикони сабз дар маводҳои оташбардор аз як "илова"-и оддӣ ба "тағйирдиҳандаи калидӣ" мегузарад, ки метавонад сохтори микро ва хосиятҳои маводро тағйир диҳад. Он на танҳо нишондиҳандаҳои муайянро беҳтар мекунад, балки имкониятҳои тарроҳии маводро низ васеъ мекунад. Ҳоло, ҳатто баъзе институтҳои тадқиқотӣ меомӯзанд, ки чӣ гуна онро бо нанотехнология ва технологияи реаксияи in-situ якҷоя кунанд, то насли ояндаи маводҳои оташбардори оқилона ва дарозмуддатро эҷод кунанд.
Аз як собиқадори соҳаи абразивӣ то ситораи рӯ ба инкишоф дар соҳаи маводҳои оташгиранда, достони микропораи сабзи карбиди кремний ба мо мегӯяд, ки пешрафти технологӣ аксар вақт дар ҳамгироии байнисоҳавӣ ва кашфиётҳои нав дар маводҳои кӯҳна аст. Ин мисли он ҳанути муҳим дар пухтупаз аст; дуруст ва дар ҳарорати дуруст истифода бурдан, он метавонад тамоми таомро ба сатҳи баландтар барорад. Дафъаи дигар, вақте ки шумо ин танӯрҳои муосирро мебинед, ки пайваста дар оташ кор мекунанд, шумо метавонед тасаввур кунед, ки дар дохили қабати мустаҳками онҳо кристаллҳои бешумори хурди сабз оромона нақши муҳими дастгирикунандаро мебозанд. Ин шояд ҷозибаи илми мавод бошад - он ҳамеша метавонад гулҳои инноватсионӣтаринро дар ҷойҳои анъанавӣ шукуфон кунад.