Praški silicijevega karbida, ki revolucionarno spreminjajo trdnost keramike

Silicijev karbid (SiC) je inerten, trd keramični material z izjemnimi fizikalnimi lastnostmi. Zaradi svoje trdote se uporablja v ognjevzdržnih materialih in abrazivih ter v visokotemperaturnih aplikacijah, kjer sta toplotna stabilnost in odpornost proti obrabi najpomembnejši.

Samo diamant in borov karbid sta trša od SiC. Če je SiC visoke čistosti, je lahko videti brezbarven, sicer pa lahko dobi črne odtenke, če je izdelan po Lelyjevi metodi.

Trdota

Silicijev karbid - pogosteje imenovan karborundum - je izredno trda kemična spojina, sestavljena iz silicija in ogljika, ki se v naravi pojavlja le občasno kot moissanit, vendar se od konca 19. stoletja množično proizvaja v obliki prahu in kristalov.

Črni silicijev karbid (SiC) se pogosto uporablja v abrazivih zaradi svoje trdote in odpornosti na obrabo. Poleg tega se SiC uporablja tudi kot del ognjevzdržnih oblog, grelnikov/ogrevalnih elementov/rezalnih orodij/ in polprevodniških substratov, ki se uporabljajo v LED diodah in energetskih napravah.

Silicijev karbid, vezan z nitridom (NB SiC), se proizvaja s postopkom, imenovanim nitridacija, pri katerem se surova zrna SiC segrevajo in mešajo s spojinami, ki vsebujejo dušik, da nastanejo gosti in mehansko močni kompozitni materiali. Poleg tega ima ta oblika silicijevega karbida odlično odpornost proti toplotnim šokom, kar mu omogoča, da prenese hitre temperaturne spremembe, ne da bi sčasoma razpokal ali razpadel.

Moč

Silicijev karbid je eden najmočnejših neoksidnih keramičnih materialov, ki se ponaša z izjemno trdo Knoopovo trdoto med diamantom in kubičnim borovim nitridom, kar zagotavlja dolgoročno odpornost proti obrabi in trganju ter vzdržljivost pri ekstremnih temperaturah in obremenitvah.

Črni prah SiC se pogosto uporablja v avtomobilski in vesoljski industriji za brušenje, poliranje in približevanje kovinskih in keramičnih delov do natančnih dimenzij z gladkimi zaključki. Zaradi večje trdnosti od diamanta se ta brusni material pogosto izbere pred njegovim tekmecem.

Reakcijsko vezani silicijev karbid (RB SiC) se proizvaja z vbrizgavanjem staljenega silicija v porozen ogljikov material, oblikovan v želeno obliko dela, pri čemer nastane visoko zmogljiva, kemijsko odporna strukturna keramika z nizkim koeficientom toplotne razteznosti. RB SiC se uporablja v črpalkah in mehanskih tesnilih, ležajih in večjih sestavnih delih, ki se obrabljajo.

Trdnost

Silicijev karbid je ena od treh najtrših snovi na Zemlji, druga za diamantom in borovim karbidom. Zaradi te neverjetne trdote lahko silicijev karbid prenese tako izredne pritiske kot mehanske obremenitve, zato je primeren za letalske in vesoljske komponente, avtomobilske aplikacije in rezalna orodja.

Visoko zmogljiva keramika je zelo odporna proti koroziji in obrabi ter prenese hitre temperaturne spremembe, ne da bi razpokala ali se deformirala. Poleg tega jo je mogoče predelati v funkcionalno keramiko, napredne ognjevzdržne materiale in celo abrazive za uporabo.

Črni silicijev karbid v prahu (SiCp) je pomembno orodje za honiranje, približevanje in poliranje kovin, keramike in stekla za doseganje natančnih dimenzij in gladkih površin. Poleg tega, da se uporablja kot abrazivni material, lahko SiC služi tudi kot antioksidant v jeklarstvu in livarnah ter kot material, odporen na visoke temperature v livarnah. Druge sorte SiC vključujejo nitridno vezani silicijev karbid (NB SiC) in sintrani reakcijsko vezani silicijev karbidni nitrid (SRBSN); pri teh postopkih se SRBSN proizvaja z ogrevanjem v uporovni peči.

Toplotna odpornost

Silicijev karbid je idealen material za aplikacije, ki zahtevajo izjemno vzdržljivost in trdoto, kot so avtomobilske zavore ali keramične plošče v neprebojnih jopičih. Poleg tega ima ta material odlične lastnosti kemične odpornosti in lahko prenese tudi visoke temperature, ne da bi se stalil.

Moissanit je eden od najtrših sintetičnih materialov, saj ima po Mohsovi lestvici trdoto 9, kar je primerljivo z diamantom. Čeprav obstaja v naravi kot redek mineral moissanit, se za množično proizvodnjo te trde sintetične snovi uporabljajo silicijevi in ogljikovi praški v postopkih sintranja.

Silicijev karbid poveča trdnost z žarjenjem zaradi vodikove vezave nepolarnih površin in je uporaben kot dezoksidant pri proizvodnji jekla, saj spodbuja karburizacijo in povečuje stopnjo obnove elementov zlitine. Zaradi toplotne stabilnosti in kemične inertnosti komponente iz silicijevega karbida za opremo za obdelavo polprevodniških ploščic zagotavljajo zanesljivo delovanje tudi v visokotemperaturnih okoljih.

Prevodnost

Praški silicijevega karbida so idealna kombinacija trdote in prevodnosti, kadar se uporabljajo kot abraziv ali v keramičnih komponentah, odpornih na obrabo, ter se s sintranjem povezujejo za ustvarjanje visoko zmogljivih industrijskih keramičnih izdelkov.

Keramika iz silicijevega karbida je danes postala eden najbolj iskanih keramičnih materialov zaradi svojih izjemnih lastnosti, ki segajo od izjemne vzdržljivosti in odpornosti proti koroziji do toplotne stabilnosti in toplotne tolerance - lastnosti, zaradi katerih je postala ena od glavnih izbir za zavorne ploščice v avtomobilih in plošče neprebojnih jopičev. Silicijev karbid zagotavlja trdnost in toplotno vzdržljivost