Silicio karbido milteliai, keičiantys keramikos stiprumą

Silicio karbidas (SiC) yra inertiška, kieta keraminė medžiaga, pasižyminti išskirtinėmis fizinėmis savybėmis. Dėl savo kietumo naudojama ugniai atspariose medžiagose ir abrazyvuose, taip pat aukštoje temperatūroje, kai svarbiausia - šiluminis stabilumas ir atsparumas dilimui.

Tik deimantas ir boro karbidas yra kietesni už SiC. Didelio grynumo SiC gali atrodyti bespalvis; kitu atveju, gaminant Lely metodu, jis gali įgauti juodą atspalvį.

Kietumas

Silicio karbidas - dažniau vadinamas karborundu - yra nepaprastai kietas cheminis junginys, sudarytas iš silicio ir anglies, kuris gamtoje pasitaiko tik retkarčiais kaip moisanitas, tačiau nuo XIX a. pabaigos masiškai gaminamas ir miltelių, ir kristalų pavidalu.

Juodasis silicio karbidas (SiC) dažnai naudojamas abrazyvuose dėl jo kietumo ir atsparumo dilimui. Be to, SiC taip pat naudojamas ugniai atspariose įdėklose, šildytuvuose / kaitinimo elementuose / pjovimo įrankiuose / ir puslaidininkiniuose substratuose, naudojamuose šviesos dioduose ir maitinimo prietaisuose.

Nitridais surištas silicio karbidas (NB SiC) gaminamas nitridacijos proceso metu, kai neapdoroti SiC grūdai kaitinami ir maišomi su azoto turinčiais junginiais, kad susidarytų tanki ir mechaniškai tvirta kompozitinė medžiaga. Be to, ši silicio karbido forma pasižymi puikiu atsparumu terminiams smūgiams, todėl gali atlaikyti staigius temperatūros pokyčius, laikui bėgant nesutrūkinėdama ir nesuirsdama.

Stiprumas

Silicio karbidas yra viena tvirčiausių neoksidinių keraminių medžiagų, pasižyminti itin dideliu Knoop kietumu tarp deimanto ir kubinio boro nitrido, užtikrinančiu ilgalaikį atsparumą dilimui ir plyšimui bei atsparumą ekstremalioms temperatūroms ir apkrovoms.

Juodieji SiC milteliai plačiai naudojami automobilių ir kosmoso pramonėje šlifuojant, poliruojant ir glaistant metalines ir keramines detales iki tikslių matmenų ir glotnios apdailos. Dėl didesnio stiprumo nei deimantas šis abrazyvas dažnai pasirenkamas vietoj jo varžovo.

Reakcijos būdu surištas silicio karbidas (RB SiC) gaminamas įšvirkščiant išlydytą silicį į akytą anglies medžiagą, suformuotą pagal norimą detalės formą, ir taip gaunama aukštos kokybės, cheminėms medžiagoms atspari struktūrinė keramika su mažu šiluminio plėtimosi koeficientu. RB SiC galima rasti siurbliuose ir mechaniniuose sandarikliuose, guoliuose ir didesniuose dylančiuose komponentuose.

Tvirtumas

Silicio karbidas yra viena iš trijų kiečiausių medžiagų Žemėje, nusileidžianti tik deimantui ir boro karbidui. Dėl šio neįtikėtino kietumo silicio karbidas gali atlaikyti ekstremalų slėgį ir mechaninę apkrovą, todėl jis tinka naudoti aviacijos ir kosmoso komponentams, automobiliams ir pjovimo įrankiams.

Aukštos kokybės keramika labai atspari korozijai ir dilimui, gali atlaikyti staigius temperatūros pokyčius, nesutrūkinėdama ir nesideformuodama. Be to, ją galima perdirbti į funkcinę keramiką, pažangias ugniai atsparias medžiagas ir net abrazyvus.

Juodi silicio karbido milteliai (SiCp) yra pagrindinis įrankis honinguojant, glaistant ir poliruojant metalą, keramiką ir stiklą, kad būtų gauti tikslūs matmenys ir lygūs paviršiai. SiCp naudojamas ne tik kaip abrazyvinė medžiaga, bet ir kaip antioksidantas plieno gamyboje ir liejyklose, taip pat kaip aukštai temperatūrai atspari medžiaga liejyklose. Kitos SiC atmainos yra nitridais surištas silicio karbidas (NB SiC) ir sukepintas reakcijos būdu surištas silicio karbido nitridas (SRBSN); šiais procesais SRBSN gaunamas kaitinant pasipriešinimo krosnyje.

Atsparumas karščiui

Silicio karbidas yra ideali medžiaga, tinkama naudoti, kai reikia ypatingo atsparumo ir kietumo, pvz., automobilių stabdžiams arba neperšaunamose liemenėse naudojamoms keraminėms plokštelėms. Be to, ši medžiaga pasižymi puikiomis atsparumo cheminėms medžiagoms savybėmis ir net gali atlaikyti aukštą temperatūrą nesilydydama.

Moisanitas yra viena iš kiečiausių sintetinių medžiagų, jo kietumas pagal Moso skalę yra 9 balai, t. y. panašus į deimanto kietumą. Nors jis natūraliai egzistuoja kaip retas mineralas moisanitas, masinės gamybos procesuose šiai kietai sintetinei medžiagai masiškai gaminti naudojami silicio ir anglies milteliai sukepinant.

Silicio karbido stiprumas padidėja atkaitinant dėl vandenilinio ryšio tarp nepolinių paviršių ir yra naudingas kaip deoksidantas plieno gamyboje, nes skatina karburizaciją ir didina lydinio elementų regeneraciją. Dėl šiluminio stabilumo ir cheminio inertiškumo silicio karbido komponentai, skirti puslaidininkių plokštelių apdirbimo įrangai, užtikrina patikimą veikimą net ir esant aukštai temperatūrai.

Laidumas

Silicio karbido milteliai yra idealus kietumo ir laidumo derinys, kai naudojami kaip abrazyvas arba dilimui atspariuose keramikos komponentuose, taip pat kai sukepinami sukepinimo būdu, siekiant sukurti aukštos kokybės pramoninius keramikos gaminius.

Silicio karbido keramika tapo viena iš paklausiausių keraminių medžiagų dėl savo puikių savybių - nuo ypatingo patvarumo ir atsparumo korozijai iki šiluminio stabilumo ir atsparumo karščiui - kurios lėmė, kad ši medžiaga tapo vienu iš pagrindinių pasirinkimų tiek lengvųjų automobilių stabdžių kaladėlėms, tiek neperšaunamų liemenių plokštelėms gaminti. Silicio karbidas pasižymi tvirtumu ir šiluminiu atsparumu.