Kiselkarbidpulver revolutionerar tillverkningsprocesser för höga temperaturer

Slipmedel av kiselkarbid (SiC) finns i flera kornstorlekar och förekommer ofta i både bundna och belagda slipmedel. Medan SiC kan hittas naturligt i moissanitjuveler, använder den mesta SiC-tillverkningen antingen Acheson-processen eller kemisk ångdeponeringsteknik för produktion.

Eldfasthet, hög värmeledningsförmåga och korrosionsbeständighet gör det till det perfekta materialet för ugnsinfodringar, deglar och andra komponenter i ståltillverkningen.

Förbättrade syntesmetoder

Kiselkarbid är allmänt känt för sin överlägsna hårdhet (näst efter diamant och kubisk bornitrid), höga hållfasthet, kemiska stabilitet och temperaturbeständighet - egenskaper som gör det till det självklara materialet för keramiska och eldfasta tillverkningsapplikationer. Kiselkarbid används också ofta i högpresterande elektronikkomponenter - i synnerhet krafthalvledare, MOSFET-transistorer (metal oxide semiconductor field-effect transistors) och IGBT-transistorer (Insulated Gate Bipolar Transistors).

Tillverkare producerar kiselkarbid genom att värma en blandning av kiselsand och koks vid extremt höga temperaturer tills deras kemiska reaktion, känd som SiC-syntes, producerar kristalliserade former som kallas grön eller svart SiC beroende på dess renhetsgrad. När SiC har producerats kan det sedan raffineras ytterligare till partikelstorlekar som är skräddarsydda för specifika tillämpningar genom olika syntesmetoder som Acheson-schemat, koltermisk reduktion och termisk sönderdelning av flytande polymerer - var och en använder energiintensiva uppvärmningsprocesser som måste nå reaktionstemperaturer för att bilda kristalliserade SiC-kristaller innan syra-tvätt och torkning behövs innan produktionen kan slutföras och sedan producera sin slutliga form.

Automatisering

Tillverkningen av kiselkarbid börjar med att man blandar pulveriserad koks och kvarts och sedan värmer upp det med elektricitet genom en grafitkärna tills man får fram raffinerad kiselkarbid (SiC) - denna process kallas Acheson-processen.

När råvarorna har förberetts kan olika tekniker användas för att omvandla pulver till saggars. När de väl har formats genomgår saggaren efterbearbetningssteg som mekanisk bearbetning och ytbeläggning som säkerställer deras hållbarhet och motståndskraft mot kemisk korrosion vid högre temperaturer.

Svart kiselkarbidpulver är ett alltmer populärt material för tillverkning av slipande produkter som slipskivor och skärverktyg, tack vare dess exceptionella hårdhet och överlägsna värmeledningsförmåga. Dessutom kan detta material hittas i elektronikindustrins produktionsprocesser för halvledare och dioder samt dess högtemperaturbeständighet gör det lämpligt för tillverkning av eldfasta material som används i ugnar, ugnar, deglar i bygg- eller metallurgiindustrin.

Bearbetning vid högre temperaturer

Kiselkarbidpulver har utmärkta mekaniska egenskaper som gör det lämpligt för applikationer med höga temperaturer. Dess hårdhet och slitstyrka gör det mycket slitstarkt medan dess termiska stabilitet, kemiska beständighet och elektriska ledningsförmåga också gör det mycket eftertraktat.

För att framställa detta material upphettas en blandning av kiseldioxid och koks till mycket höga temperaturer i en speciell ugn, vilket gör att reaktionerna bildar stora kristaller av kiselkarbid.

När kiselkarbid har bildats måste den tvättas för att avlägsna orenheter innan den torkas med olika tekniker som varmluftstorkning, vakuumtorkning eller mikrovågstorkning.

Efter torkning krossas, sorteras och mals kiselkarbiden ytterligare en gång och bearbetas för specifika tillämpningar. Slutresultatet är ett göt som sedan kan formas för att uppfylla individuella specifikationer - tillverkare använder detta göt för att till exempel skapa brännarmunstycken - en integrerad komponent för att ge maximal bränslefördelningseffektivitet.

Hållbarhet

Kiselkarbidpulver sticker ut i utmanande tillverkningsmiljöer med sina imponerande egenskaper, såsom otrolig hårdhet, utmärkt värmeledningsförmåga och korrosionsbeständighet. Därför har detta material länge använts inom slipmedel och elektronikproduktion, inklusive skärning och polering av metaller eller keramiska plattor.

På grund av sin anmärkningsvärda seghet och skärpa används diamant ofta inom slipmedelsindustrin för tillverkning av slipskivor och kapskivor. Elektroniktillverkare förlitar sig också i hög grad på diamant på grund av dess utmärkta värmeledningsförmåga och slitstyrka.

Produktion av kiselkarbid kan ske på ett miljömässigt ansvarsfullt sätt med hjälp av förnybara energikällor och avfallsåtervinningssystem för att minimera utsläppen av växthusgaser. Genom att använda sådana metoder kan tillverkarna minska energianvändningen och samtidigt sänka driftskostnaderna - något som är särskilt relevant i dagens klimat med stigande energikostnader.