Piikarbidijauheet mullistavat keraamisen lujuuden

Piikarbidi (SiC) on inertti, kova keraaminen materiaali, jolla on erinomaiset fyysiset ominaisuudet. Sitä käytetään tulenkestävissä aineissa ja hioma-aineissa sen kovuuden vuoksi sekä korkean lämpötilan sovelluksissa, joissa lämpöstabiilisuus ja kulumiskestävyys ovat ensisijaisen tärkeitä.

Vain timantti ja boorikarbidi ovat kovempia kuin SiC. Kun SiC on erittäin puhdasta, se voi näyttää värittömältä; muuten se voi saada mustan sävyn, kun se valmistetaan Lely-menetelmällä.

Kovuus

Piikarbidi - yleisemmin karborundi - on poikkeuksellisen kova kemiallinen yhdiste, joka koostuu piistä ja hiilestä ja jota esiintyy luonnossa vain satunnaisesti moissaniittina. 1800-luvun lopusta lähtien sitä on kuitenkin tuotettu massatuotantona sekä jauheena että kiteenä.

Mustaa piikarbidia (SiC) käytetään usein hioma-aineissa sen kovien ja kulutusta kestävien ominaisuuksien vuoksi. Lisäksi SiC:tä käytetään myös tulenkestävissä vuorauksissa, lämmittimissä/lämmityselementeissä/leikkaustyökaluissa/ja puolijohtavissa substraateissa, joita käytetään LEDeissä ja teholaitteissa.

Nitridisidonnaista piikarbidia (NB SiC) valmistetaan nitridointiprosessilla, jossa raa'at piikarbidirakeet kuumennetaan ja sekoitetaan typpeä sisältävien yhdisteiden kanssa tiheäksi ja mekaanisesti vahvaksi komposiittimateriaaliksi. Lisäksi tämä piikarbidin muoto kestää erinomaisesti lämpöshokkeja, minkä ansiosta se kestää nopeita lämpötilanvaihteluita halkeilematta tai hajoamatta ajan myötä.

Vahvuus

Piikarbidi on yksi vahvimmista oksidittomista keraamisista materiaaleista, ja sillä on poikkeuksellisen kova Knoop-kovuusluokitus timantin ja kuutiollisen boorinitridin välillä, mikä takaa pitkäaikaisen kulutuksen ja repeytymisen kestävyyden sekä lujuuden, joka kestää äärimmäisiä lämpötiloja ja rasituksia.

Mustaa SiC-jauhetta käytetään laajalti auto- ja ilmailuteollisuudessa metalli- ja keraamisia osia hiottaessa, kiillotettaessa ja läpivalaistessa tarkkoihin mittoihin ja sileisiin pintoihin. Koska tämä hioma-aine on timanttia lujempi, se valitaan usein kilpailijansa sijaan.

Reaktiosidottu piikarbidi (RB SiC) valmistetaan ruiskuttamalla sulaa piitä huokoiseen hiilimateriaaliin, joka on muotoiltu halutun osan muotoon, jolloin saadaan erittäin suorituskykyinen, kemikaalinkestävä rakennekeramiikka, jolla on alhainen lämpölaajenemiskerroin. RB SiC:tä käytetään pumpuissa ja mekaanisissa tiivisteissä, laakereissa ja suuremmissa kulutusosissa.

Sitkeys

Piikarbidi on yksi kolmesta kovimmasta aineesta maapallolla, toiseksi kovinta timantin ja boorikarbidin jälkeen. Tämän uskomattoman kovuutensa ansiosta piikarbidi kestää sekä äärimmäistä painetta että mekaanista rasitusta, minkä vuoksi se soveltuu ilmailu- ja avaruusalan komponentteihin, autoteollisuuden sovelluksiin ja leikkaustyökaluihin.

Suorituskykyinen keramiikka kestää hyvin korroosiota ja kulumista, ja se kestää nopeita lämpötilanvaihteluita halkeilematta tai muodonmuutoksia. Lisäksi siitä voidaan valmistaa funktionaalista keramiikkaa, kehittyneitä tulenkestäviä materiaaleja ja jopa hioma-aineita.

Musta piikarbidijauhe (SiCp) on välttämätön työkalu metallin, keramiikan ja lasin hoonauksessa, hiomisessa ja kiillotuksessa, kun halutaan saada aikaan tarkkoja mittoja ja sileitä pintoja. Sen lisäksi, että SiC:tä käytetään hiomamateriaalina, se voi toimia myös antioksidanttina teräksenvalmistuksessa ja valimoissa sekä korkean lämpötilan kestävänä materiaalina valimoissa. Muita SiC:n lajikkeita ovat nitridisidottu piikarbidi (NB-SiC) ja sintrattu reaktiosidottu piikarbidinitridi (SRBSN); näissä prosesseissa SRBSN:ää tuotetaan vastusuunissa kuumentamalla.

Lämmönkestävyys

Piikarbidi on ihanteellinen materiaalivalinta sovelluksiin, jotka vaativat äärimmäistä kestävyyttä ja kovuutta, kuten autojen jarruihin tai luodinkestävissä liiveissä käytettäviin keraamisiin levyihin. Lisäksi tällä materiaalilla on erinomaiset kemialliset kestävyysominaisuudet, ja se kestää jopa korkeita lämpötiloja sulamatta.

Moissanite on yksi kovimmista synteettisistä materiaaleista, sillä sen Mohsin kovuusluokitus on 9, mikä on verrattavissa timanttiin. Vaikka sitä esiintyy luonnossa harvinaisena mineraalina, massatuotantoprosesseissa käytetään tämän kovan synteettisen aineen massatuotannossa jauhemaisia pii- ja hiilijauheita sintrausprosessien avulla.

Piikarbidin lujuus lisääntyy hehkutuksessa poolittomien pintojen vetysidoksen ansiosta, ja se on hyödyllinen hapettumisenestoaine teräksenvalmistuksessa edistämällä hiiltymistä ja lisäämällä seosaineiden talteenottoastetta. Lämpöstabiilisuutensa ja kemiallisen inertisyytensä ansiosta piikarbidikomponentit puolijohdekiekkojen käsittelylaitteissa takaavat luotettavan suorituskyvyn myös korkeissa lämpötiloissa.

Johtavuus

Piikarbidijauheet tarjoavat ihanteellisen yhdistelmän kovuutta ja johtavuutta, kun niitä käytetään hioma-aineena tai kulutusta kestävissä keraamisissa komponenteissa, ja kun niitä käytetään sintrauksen avulla luotaessa korkean suorituskyvyn omaavia teollisia keraamisia tuotteita.

Piikarbidikeramiikasta on tullut nykyään yksi kysytyimmistä keraamisista materiaaleista, koska sen huomattavat ominaisuudet ulottuvat äärimmäisestä kestävyydestä ja korroosionkestävyydestä lämmönkestävyyteen ja lämmönsietokykyyn - ominaisuudet, jotka ovat nostaneet sen yhdeksi ensisijaiseksi vaihtoehdoksi niin autojen jarrupalojen kuin luotiliivienkin levyjen valmistuksessa. Piikarbidi tarjoaa sekä lujuutta että lämmönkestävyyttä.