Прахове от силициев карбид за революция в керамичната якост

Силициевият карбид (SiC) е инертен, твърд керамичен материал с изключителни физични свойства. Използва се в огнеупорни и абразивни материали поради своята твърдост, както и във високотемпературни приложения, където термичната стабилност и износоустойчивостта са от първостепенно значение.

Само диамантът и боровият карбид са по-твърди от SiC. Когато е с висока чистота, SiC може да изглежда безцветен; в противен случай може да придобие черни оттенъци, когато се произвежда по метода на Лели.

Твърдост

Силициевият карбид - по-често наричан карборунд - е изключително твърдо химично съединение, съставено от силиций и въглерод, което се среща само понякога като моисанит в природата; от края на 19 век обаче масово се произвежда както под формата на прах, така и на кристали.

Черният силициев карбид (SiC) често се използва в абразивите поради неговите твърди и износоустойчиви качества. Освен това SiC може да се използва като част от огнеупорни облицовки, нагреватели/нагревателни елементи/режещи инструменти/ и полупроводникови субстрати, използвани в светодиоди и енергийни устройства.

Нитридно свързаният силициев карбид (NB SiC) се произвежда чрез процес, наречен нитридиране, при който сурови SiC зърна се нагряват и смесват с азотсъдържащи съединения, за да се образува плътен и механично здрав композитен материал. Освен това тази форма на силициев карбид има отлична устойчивост на термичен шок, което му позволява да издържа на бързи температурни промени, без да се напуква или разпада с течение на времето.

Сила

Силициевият карбид е един от най-здравите неоксидни керамични материали, който се отличава с изключително твърда твърдост Knoop между диаманта и кубичния боров нитрид за дългосрочна устойчивост на износване и разкъсване и здравина, издържаща на екстремни температури и натоварвания.

Черният SiC прах се използва широко в автомобилната и космическата индустрия за шлайфане, полиране и притискане на метални и керамични части до точни размери с гладка повърхност. Поради по-високата си якост от диаманта, този абразив често се избира пред своя конкурент.

Реакционно свързаният силициев карбид (RB SiC) се произвежда чрез инжектиране на разтопен силиций в порест въглероден материал, оформен в желаната форма на детайла, като се получава високопроизводителна, химически устойчива структурна керамика с нисък коефициент на термично разширение. RB SiC може да се намери в помпи и механични уплътнения, лагери и по-големи износващи се компоненти.

Издръжливост

Силициевият карбид е едно от трите най-твърди вещества на Земята, отстъпвайки само на диаманта и боровия карбид. Благодарение на тази невероятна твърдост силициевият карбид може да издържи както на екстремно налягане, така и на механично натоварване, което го прави подходящ за аерокосмически компоненти, автомобилни приложения и режещи инструменти.

Висококачествената керамика е изключително устойчива на корозия и износване и издържа на бързи температурни промени, без да се напуква или деформира. Освен това тя може да се преработва във функционална керамика, съвременни огнеупорни материали и дори абразиви за употреба.

Черният прах от силициев карбид (SiCp) е основен инструмент за хонинговане, притриване и полиране на метал, керамика и стъкло за постигане на прецизни размери и гладки повърхности. Освен като абразивен материал, SiC може да служи и като антиоксидант в стоманодобива и леярството, както и като устойчив на високи температури материал в леярството. Други разновидности на SiC включват нитридно свързан силициев карбид (NB SiC) и синтерован реакционно свързан силициев карбид нитрид (SRBSN); тези процеси произвеждат SRBSN чрез нагряване в съпротивителна пещ.

Топлинна устойчивост

Силициевият карбид е идеален избор на материал за приложения, които изискват изключителна издръжливост и твърдост, като например автомобилни спирачки или керамични плочи в бронежилетките. Освен това този материал има отлични свойства на химическа устойчивост и дори може да издържа на високи температури, без да се разтопи.

Мойсанитът е един от най-твърдите синтетични материали с твърдост по скалата на Моос 9, сравнима с тази на диаманта. Макар че той съществува в природата като рядък минерал моисанит, при масовото производство на това твърдо синтетично вещество се използват прахообразни силициеви и въглеродни прахове чрез процеси на синтероване.

Силициевият карбид повишава якостта си при отгряване поради водородното свързване на неполярни повърхности и е полезен като дезоксидант при производството на стомана, като насърчава карбонизацията и увеличава степента на възстановяване на легираните елементи. Благодарение на своята термична стабилност и химическа инертност компонентите от силициев карбид за оборудване за обработка на полупроводникови пластини гарантират надеждна работа дори при високотемпературна среда.

Проводимост

Праховете от силициев карбид предлагат идеалната комбинация от твърдост и проводимост, когато се използват като абразив или в абразивоустойчиви керамични компоненти, както и за свързване чрез синтероване за създаване на висококачествени промишлени керамични продукти.

Керамиката от силициев карбид се превърна в един от най-търсените керамични материали днес поради забележителните си свойства, които варират от изключителна издръжливост и устойчивост на корозия до термична стабилност и топлоустойчивост - качества, които я превърнаха в един от основните избори за спирачни накладки за автомобили и пластини за бронежилетки. Силициевият карбид осигурява както здравина, така и топлинна издръжливост