أغشية أنبوبية من كربيد السيليكون المعاد تبلوره (RSiC)

الميزات الرئيسية والتطبيقات الصناعية

برزت الأغشية الأنبوبية المصنوعة من كربيد السيليكون المعاد تبلوره (RSiC)، والتي تعد طفرة في المواد الخزفية المتقدمة، كحلول تحويلية عبر الصناعات المختلفة بسبب خصائصها البنيوية والوظيفية الفريدة.

الخصائص الأساسية

استقرار كيميائي استثنائي:أعيد تبلوره كربيد السيليكونتحافظ الأغشية على سلامة البنية التحتية في البيئات ذات درجة الحموضة القصوى (درجة الحموضة 1-14) وتقاوم التآكل الناتج عن الأحماض والقلويات والمذيبات العضوية، مما يتيح التشغيل لفترات طويلة في الوسائط العدوانية مثل مياه الصرف الصحي الناتجة عن المعالجة الكيميائية.

المتانة الميكانيكية: مع صلابة فيكرز تتجاوز 25 جيجا باسكال، تظهر هذه الأغشية مقاومة فائقة للتآكل وظروف الضغط العالي (حتى 10 ميجا باسكال)، وهي مثالية للترشيح في ملاط التعدين وأنظمة التفاعل الحفزي.

التحمل الحراري: يعمل بثبات في درجات حرارة تصل إلى 1600 درجة مئوية،أعيد تبلوره كربيد السيليكونتتميز هذه المادة بقدرتها العالية على أداء التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية مثل ترشيح المعادن المنصهرة ومعالجة غازات المداخن، متفوقة على نظيراتها من البوليمر والألومينا.

نفاذية عالية: تخلق عملية إعادة التبلور الفريدة مسامًا مترابطة بنسبة مسامية مفتوحة تبلغ 45%، مما يحقق معدلات تدفق مياه نقية تبلغ 3200 لتر/ساعة - أي أعلى من الأغشية الخزفية التقليدية بمقدار 3 إلى 5 مرات. 

أداء مضاد للاتساخ: تعمل الشحنات السالبة على السطح عبر نطاقات واسعة من درجة الحموضة (نقطة التساوي الكهربائي ~ درجة الحموضة 3) على صد الملوثات العضوية، بينما تسمح الأسطح المقاومة للأوزون بالتنظيف المؤكسد المكثف، مما يقلل من وقت التوقف بنسبة 40%.

التطبيقات الصناعية

معالجة المياه والصرف الصحي: تستخدم محطات البلديةأعيد تبلوره كربيد السيليكونالأغشية لفصل الزيت عن الماء (كفاءة 99.8٪) وإزالة المعادن الثقيلة، والاستفادة من قدرتها على مقاومة الماء (زاوية اتصال 0.3 درجة) والأحماض.

الكيمياء والصيدلة: تستخدم شركات الأدوية هذه الأغشية في تنقية واجهة برمجة التطبيقات المستمرة واستعادة المذيبات، مستفيدة من ثبات المذيبات والأسطح القابلة للتعقيم بالبخار.

الطاقة والمعادن: في عمليات تحويل الفحم إلى سوائل،أعيد تبلوره كربيد السيليكونتعمل المرشحات على إزالة جزيئات المحفز الدقيقة عند 800 درجة مئوية، في حين أن مقاومتها للصدمات الحرارية (ΔT سسسسس 500 درجة مئوية/دقيقة) تفيد أنظمة تبريد المفاعلات النووية.

النظرة المستقبلية

يركز البحث والتطوير الجاري على توسيع نطاق إنتاج أغشية متجانسة بطول 1.2 متر وهياكل مسامية مُحسّنة بالذكاء الاصطناعي. ويهدف التعاون بين الأوساط الأكاديمية والصناعية إلى خفض تكاليف التصنيع بنسبة 30% من خلال تقنيات التلبيد المُعدّلة.