Siliziumkarbid-Pulver revolutionieren die keramische Festigkeit

Siliziumkarbid (SiC) ist ein inertes, hartes keramisches Material mit hervorragenden physikalischen Eigenschaften. Aufgrund seiner Härte wird es in feuerfesten Materialien und Schleifmitteln sowie in Hochtemperaturanwendungen eingesetzt, bei denen thermische Stabilität und Verschleißfestigkeit von größter Bedeutung sind.

Nur Diamant und Borkarbid sind härter als SiC. Bei hohem Reinheitsgrad kann SiC farblos erscheinen; andernfalls kann es bei der Herstellung nach dem Lely-Verfahren einen schwarzen Farbton annehmen.

Härte

Siliciumcarbid - besser bekannt als Karborund - ist eine außerordentlich harte chemische Verbindung aus Silicium und Kohlenstoff, die in der Natur nur gelegentlich als Moissanit vorkommt; seit dem späten 19. Jahrhundert wird sie jedoch sowohl in Pulver- als auch in Kristallform massenhaft hergestellt.

Schwarzes Siliciumcarbid (SiC) wird aufgrund seiner harten und verschleißfesten Eigenschaften häufig in Schleifmitteln verwendet. Darüber hinaus wird SiC auch als Teil von feuerfesten Auskleidungen, Heizungen/Heizelementen/Schneidwerkzeugen und Halbleitersubstraten für LEDs und Leistungsgeräte verwendet.

Nitridgebundenes Siliciumcarbid (NB SiC) wird durch ein Verfahren namens Nitridierung hergestellt, bei dem rohe SiC-Körner erhitzt und mit stickstoffhaltigen Verbindungen vermischt werden, um ein dichtes und mechanisch starkes Verbundmaterial zu bilden. Darüber hinaus verfügt diese Form von Siliciumcarbid über eine ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit, so dass es raschen Temperaturschwankungen standhalten kann, ohne zu brechen oder sich mit der Zeit aufzulösen.

Stärke

Siliziumkarbid ist eines der stärksten nichtoxidischen keramischen Materialien mit einer außergewöhnlichen Knoop-Härte, die zwischen der von Diamant und kubischem Bornitrid liegt und eine langfristige Verschleißfestigkeit sowie eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber extremen Temperaturen und Belastungen gewährleistet.

Schwarzes SiC-Pulver wird in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie häufig zum Schleifen, Polieren und Läppen von Metall- und Keramikteilen mit präzisen Abmessungen und glatten Oberflächen verwendet. Aufgrund seiner höheren Festigkeit als Diamant wird dieses Schleifmittel oft seinem Konkurrenten vorgezogen.

Reaktionsgebundenes Siliciumcarbid (RB SiC) wird durch Einspritzen von geschmolzenem Silicium in poröses Kohlenstoffmaterial hergestellt, das in die gewünschte Form gebracht wird, wodurch eine hochleistungsfähige, chemikalienbeständige Strukturkeramik mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten entsteht. RB SiC findet sich in Pumpen und Gleitringdichtungen, Lagern und größeren Verschleißteilen.

Zähigkeit

Siliziumkarbid ist nach Diamant und Borkarbid eine der drei härtesten Substanzen der Erde. Aufgrund dieser unglaublichen Härte kann Siliziumkarbid sowohl extremem Druck als auch mechanischer Belastung standhalten und eignet sich daher für Bauteile in der Luft- und Raumfahrt, für Anwendungen in der Automobilindustrie und für Schneidwerkzeuge.

Hochleistungskeramik ist äußerst korrosions- und verschleißbeständig und kann raschen Temperaturschwankungen standhalten, ohne zu reißen oder sich zu verformen. Außerdem kann sie zu Funktionskeramik, modernen feuerfesten Werkstoffen und sogar zu Schleifmitteln verarbeitet werden.

Schwarzes Siliciumcarbidpulver (SiCp) ist ein wichtiges Werkzeug beim Honen, Läppen und Polieren von Metall, Keramik und Glas, um präzise Abmessungen und glatte Oberflächen zu erzielen. Neben der Verwendung als Schleifmittel kann SiC auch als Antioxidationsmittel in der Stahlherstellung und in Gießereien sowie als hochtemperaturbeständiges Material in Gießereien eingesetzt werden. Andere SiC-Varianten sind nitridgebundenes Siliciumcarbid (NB SiC) und gesintertes reaktionsgebundenes Siliciumcarbidnitrid (SRBSN); bei diesen Verfahren wird SRBSN durch Erhitzen in Widerstandsöfen hergestellt.

Hitzebeständigkeit

Siliziumkarbid ist ein ideales Material für Anwendungen, die extreme Ausdauer und Härte erfordern, wie z. B. Autobremsen oder Keramikplatten in kugelsicheren Schutzwesten. Darüber hinaus verfügt dieses Material über eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit und kann sogar hohen Temperaturen standhalten, ohne zu schmelzen.

Moissanit ist eines der härtesten synthetischen Materialien und hat eine Mohshärte von 9, vergleichbar mit Diamant. Während es in der Natur in Form des seltenen Minerals Moissanit vorkommt, werden für die Massenproduktion dieser harten synthetischen Substanz pulverisiertes Silizium- und Kohlenstoffpulver durch Sinterverfahren verwendet.

Die Festigkeit von Siliciumcarbid erhöht sich durch Glühen aufgrund von Wasserstoffbrückenbindungen an unpolaren Oberflächen, und es eignet sich als Desoxidationsmittel in der Stahlherstellung, da es die Aufkohlung fördert und die Rückgewinnungsrate von Legierungselementen erhöht. Aufgrund seiner thermischen Stabilität und chemischen Inertheit garantieren Siliziumkarbidkomponenten für Halbleiterwafer-Verarbeitungsanlagen eine zuverlässige Leistung auch unter hohen Temperaturen.

Leitfähigkeit

Siliciumcarbidpulver bieten die ideale Kombination aus Härte und Leitfähigkeit, wenn sie als Schleifmittel oder in abriebfesten Keramikkomponenten verwendet werden, und sie verbinden sich durch Sintern zu Hochleistungskeramikprodukten.

Siliziumkarbidkeramik ist aufgrund seiner bemerkenswerten Eigenschaften, die von extremer Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit bis hin zu thermischer Stabilität und Hitzetoleranz reichen, zu einem der gefragtesten keramischen Werkstoffe geworden - Qualitäten, die es zu einer der ersten Wahl für Automobilbremsbeläge und kugelsichere Westenplatten gemacht haben. Siliziumkarbid bietet sowohl Festigkeit als auch thermische Beständigkeit