Silisiumkarbidpulver revolusjonerer produksjonsprosesser ved høye temperaturer

Slipemidler av silisiumkarbid (SiC) finnes i flere kornstørrelser og brukes ofte i både slipe- og slipemidler med belegg. Selv om SiC finnes naturlig i moissanittjuveler, bruker de fleste som produserer SiC enten Acheson-prosessen eller kjemisk dampavsetningsteknologi for produksjon.

Ildfasthet, høy varmeledningsevne og korrosjonsbestandighet gjør det til det perfekte materialet for ovnsforinger, digler og andre stålproduksjonskomponenter.

Forbedrede syntesemetoder

Silisiumkarbid er viden kjent for sin overlegne hardhet (kun overgått av diamant og kubisk bornitrid), høye styrke, kjemiske stabilitet og temperaturbestandighet - egenskaper som gjør det til det foretrukne materialet for keramiske og ildfaste produksjonsapplikasjoner. Silisiumkarbid brukes også i stor utstrekning i høyytelseselektronikk - spesielt i krafthalvledere, MOSFET-transistorer (metal oxide semiconductor field-effect transistors) og IGBT-transistorer (Insulated Gate Bipolar Transistors).

Produsenter produserer silisiumkarbid ved å varme opp en blanding av silikasand og koks ved ekstremt høye temperaturer til den kjemiske reaksjonen, kjent som SiC-syntese, gir krystalliserte former kjent som grønn eller svart SiC, avhengig av renhetsgrad. Når SiC er produsert, kan det raffineres ytterligere til partikkelstørrelser som er skreddersydd for spesifikke bruksområder, ved hjelp av ulike syntesemetoder som Acheson-metoden, karbon-termisk reduksjon og termisk nedbrytning av flytende polymerer - som alle bruker energikrevende oppvarmingsprosesser som må nå reaksjonstemperaturer for å danne krystalliserte SiC-krystaller, før det er nødvendig med syrevask og tørking før produksjonen kan fullføres og deretter produsere den endelige formen.

Automatisering

Silisiumkarbidproduksjonen begynner med at pulverisert koks og kvarts blandes sammen, og deretter varmes det opp med strøm gjennom en grafittkjerne til det oppstår raffinert silisiumkarbid (SiC) - denne prosessen er kjent som Acheson-prosessen.

Når råmaterialene er klargjort, kan ulike teknikker brukes for å omdanne pulveret til saggars. Når de er dannet, gjennomgår saggaren etterbehandlingstrinn som mekanisk bearbeiding og overflatebelegg som sikrer holdbarheten og motstanden mot kjemisk korrosjon ved høyere temperaturer.

Svart silisiumkarbidpulver er et stadig mer populært materiale for produksjon av slipeprodukter som slipeskiver og skjæreverktøy, takket være dets eksepsjonelle hardhet og overlegne varmeledningsevne. Materialet brukes også i elektronikkindustriens produksjonsprosesser for halvledere og dioder, og den høye temperaturbestandigheten gjør det egnet til å lage ildfaste materialer som brukes i ovner og smeltedigler i bygg- og anleggsbransjen eller metallurgiindustrien.

Behandling ved høyere temperaturer

Silisiumkarbidpulver har utmerkede mekaniske egenskaper som gjør det velegnet til bruk ved høye temperaturer. Dets hardhet og slitestyrke gjør det svært slitesterkt, mens dets termiske stabilitet, kjemiske resistens og elektriske ledningsevne også gjør det svært ettertraktet.

For å fremstille dette materialet varmes en blanding av silisiumdioksyd og koks opp ved svært høye temperaturer i en spesiell ovn, noe som fører til at reaksjonene danner store krystaller av silisiumkarbid.

Når silisiumkarbid er dannet, må det vaskes for å fjerne urenheter før det tørkes ved hjelp av ulike teknikker som varmlufttørking, vakuum- eller mikrobølgetørking.

Etter tørking blir silisiumkarbid knust, sortert, kvernet en gang til og bearbeidet for spesifikke bruksområder. Sluttresultatet er en ingot som deretter kan formes for å oppfylle individuelle spesifikasjoner - produsenter bruker for eksempel denne ingoten til å lage brennermunnstykker - en viktig komponent for å gi maksimal effektivitet i drivstoffforstøvningen.

Bærekraft

Silisiumkarbidpulver skiller seg ut i utfordrende produksjonsmiljøer med sine imponerende egenskaper, som utrolig hardhet, utmerket varmeledningsevne og korrosjonsbestandighet. Derfor har dette materialet lenge vært brukt i slipemidler og elektronikkproduksjon, blant annet til skjæring og polering av metaller og keramiske fliser.

På grunn av sin bemerkelsesverdige seighet og skarphet brukes diamant ofte i slipemiddelindustrien til produksjon av slipeskiver og kappeskiver. Elektronikkprodusenter er også svært avhengige av diamant på grunn av den utmerkede varmeledningsevnen og motstandsdyktigheten mot slitasje.

Produksjon av silisiumkarbid kan gjøres på en miljømessig forsvarlig måte, ved hjelp av fornybare energikilder og systemer for gjenvinning av avfall for å minimere klimagassutslippene. Ved å ta i bruk slike metoder kan produsentene redusere energiforbruket og samtidig kutte driftskostnadene - noe som er spesielt relevant i dagens klima med stigende energikostnader.