Siliciumcarbidpulver revolutionerer fremstillingsprocesser ved høje temperaturer

Slibemidler af siliciumcarbid (SiC) fås i flere kornstørrelser og findes ofte i både bundne og belagte slibemidler. Mens SiC findes naturligt i moissanit-juveler, bruger de fleste SiC-producenter enten Acheson-processen eller kemisk dampudfældningsteknologi til produktionen.

Ildfasthed, høj varmeledningsevne og korrosionsbestandighed gør det til det perfekte materiale til ovnforinger, smeltedigler og andre komponenter til stålproduktion.

Forbedrede syntesemetoder

Siliciumcarbid er kendt for sin overlegne hårdhed (kun overgået af diamant og kubisk bornitrid), høje styrke, kemiske stabilitet og temperaturbestandighed - kvaliteter, der gør det til et oplagt materiale til keramiske og ildfaste fremstillingsformål. Desuden finder siliciumcarbid også udbredt anvendelse i højtydende elektroniske enheder - især effekthalvledere, metaloxidhalvleder-felteffekttransistorer (MOSFET'er) og Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBT'er).

Producenter fremstiller siliciumcarbid ved at opvarme en blanding af silica-sand og koks ved ekstremt høje temperaturer, indtil deres kemiske reaktion, kendt som SiC-syntese, producerer krystalliserede former kendt som grøn eller sort SiC afhængigt af renhedsniveauet. Når SiC er produceret, kan det raffineres yderligere til partikelstørrelser, der er skræddersyet til specifikke anvendelser, ved hjælp af forskellige syntesemetoder som Acheson-skemaet, kulstoftermisk reduktion og termisk nedbrydning af flydende polymerer - som hver især bruger energiintensive opvarmningsprocesser, der skal nå reaktionstemperaturer for at danne krystalliserede SiC-krystaller, før der er behov for syrevask og tørring, før produktionen kan afsluttes og derefter producere sin endelige form.

Automatisering

Produktionen af siliciumcarbid begynder med at blande koks og kvarts i pulverform, hvorefter det opvarmes med elektricitet gennem en grafitkerne, indtil der fremkommer raffineret siliciumcarbid (SiC) - denne proces er kendt som Acheson-processen.

Når råmaterialerne er blevet forberedt, kan forskellige teknikker bruges til at omdanne pulver til saggarer. Når de er dannet, gennemgår disse saggarer efterbehandlingstrin som f.eks. mekanisk bearbejdning og overfladebelægning, der sikrer deres holdbarhed og modstandsdygtighed over for kemisk korrosion ved højere temperaturer.

Sort siliciumcarbidpulver er et stadig mere populært materiale til fremstilling af slibeprodukter som slibeskiver og skæreværktøjer takket være dets enestående hårdhed og overlegne varmeledningsevne. Desuden findes dette materiale i elektronikindustriens produktionsprocesser for halvledere og dioder, og dets høje temperaturbestandighed gør det velegnet til fremstilling af ildfaste materialer, der bruges i ovne og smeltedigler i bygge- og metalindustrien.

Behandling ved højere temperaturer

Siliciumcarbidpulver har fremragende mekaniske egenskaber, der gør det velegnet til anvendelse ved høje temperaturer. Dets hårdhed og slidstyrke gør det meget slidstærkt, mens dets termiske stabilitet, kemiske resistens og elektriske ledningsevne også gør det meget eftertragtet.

For at fremstille dette materiale skal man opvarme en blanding af silica og koks ved meget høje temperaturer i en særlig ovn, hvilket får reaktionerne til at danne store krystaller af siliciumcarbid.

Når siliciumcarbid er dannet, skal det vaskes for at fjerne urenheder, før det tørres ved hjælp af forskellige teknikker som varmlufttørring, vakuum eller mikrobølgetørring.

Efter tørring knuses, sorteres og males siliciumcarbid endnu en gang og forarbejdes til specifikke anvendelser. Det endelige resultat er en barre, som derefter kan formes til at opfylde individuelle specifikationer - producenterne bruger f.eks. denne barre til at skabe brænderdyser - en integreret komponent, der giver maksimal brændstofforstøvningseffektivitet.

Bæredygtighed

Siliciumcarbidpulver skiller sig ud i udfordrende produktionsmiljøer med sine imponerende egenskaber, såsom utrolig hårdhed, fremragende varmeledningsevne og korrosionsbestandighed. Derfor har dette materiale længe været brugt til slibemidler og elektronikproduktion, herunder skæring og polering af metaller eller keramiske fliser.

På grund af sin bemærkelsesværdige sejhed og skarphed bruges diamant ofte i slibemiddelindustrien til fremstilling af slibeskiver og skæreskiver. Elektronikproducenter er også meget afhængige af det på grund af dets fremragende varmeledningsevne og modstandsdygtighed over for slitage.

Produktion af siliciumcarbid kan ske på en miljømæssigt ansvarlig måde ved at bruge vedvarende energikilder og systemer til genanvendelse af affald for at minimere udledningen af drivhusgasser. Ved at anvende sådanne metoder kan producenterne mindske energiforbruget og samtidig reducere driftsomkostningerne - noget, der er særligt relevant i dagens klima med stigende energiomkostninger.