Seramik Mukavemetinde Devrim Yaratan Silisyum Karbür Tozları

Silisyum Karbür (SiC), olağanüstü fiziksel özelliklere sahip inert, sert bir seramik malzemedir. Sertliği nedeniyle refrakterlerde ve aşındırıcılarda, ayrıca termal stabilite ve aşınma direncinin çok önemli olduğu yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılır.

Sadece elmas ve bor karbür SiC'den daha serttir. Yüksek saflıkta olduğunda SiC renksiz görünebilir; aksi takdirde Lely yöntemiyle üretildiğinde siyah tonlar alabilir.

Sertlik

Silisyum karbür - daha yaygın olarak karborundum olarak adlandırılır - silisyum ve karbondan oluşan olağanüstü sert bir kimyasal bileşiktir ve doğada sadece ara sıra mozanit olarak bulunur; ancak 19. yüzyılın sonlarından beri hem toz hem de kristal formda seri üretimi yapılmaktadır.

Siyah silisyum karbür (SiC), sert ve aşınmaya dayanıklı nitelikleri nedeniyle genellikle aşındırıcılarda kullanılır. Ayrıca SiC, refrakter astarlar, ısıtıcılar/ısıtma elemanları/kesme aletleri/ve LED'ler ve güç cihazlarında kullanılan yarı iletken alt tabakaların bir parçası olarak da bulunabilir.

Nitrür bağlı silisyum karbür (NB SiC), ham SiC tanelerinin ısıtıldığı ve yoğun ve mekanik olarak güçlü kompozit malzeme oluşturmak için nitrojen içeren bileşiklerle karıştırıldığı nitridasyon adı verilen bir işlemle üretilir. Ayrıca, bu silisyum karbür formu, zaman içinde çatlamadan veya parçalanmadan hızlı sıcaklık değişikliklerine dayanmasını sağlayan mükemmel termal şok direncine sahiptir.

Güç

Silisyum karbür, en güçlü oksit olmayan seramik malzemelerden biridir ve uzun süreli aşınma ve yırtılma direnci ve aşırı sıcaklıklara ve streslere dayanma gücü için elmas ve kübik bor nitrür arasında olağanüstü sert bir Knoop sertlik derecesine sahiptir.

Siyah SiC tozu, otomotiv ve havacılık endüstrileri tarafından metal ve seramik parçaların pürüzsüz yüzeylerle hassas boyutlara taşlanması, parlatılması ve alıştırılması için yaygın olarak kullanılmaktadır. Elmastan daha yüksek mukavemeti nedeniyle, bu aşındırıcı genellikle rakibine göre tercih edilir.

Reaksiyon Bağlantılı Silisyum Karbür (RB SiC), erimiş silikonun istenen parça şeklinde şekillendirilmiş gözenekli karbon malzemeye enjekte edilmesiyle üretilir ve düşük termal genleşme katsayısına sahip yüksek performanslı, kimyasallara dayanıklı yapısal bir seramik elde edilir. RB SiC, pompalarda ve mekanik salmastralarda, rulmanlarda ve daha büyük aşınma bileşenlerinde bulunabilir.

Sertlik

Silisyum karbür, elmas ve bor karbürden sonra dünyadaki en sert üç maddeden biridir. Bu inanılmaz sertlik sayesinde, silisyum karbür hem aşırı basınca hem de mekanik zorlanmaya dayanabilir ve bu da onu havacılık ve uzay bileşenleri, otomotiv uygulamaları ve kesici aletler için uygun hale getirir.

Yüksek performanslı seramik korozyona ve aşınmaya karşı son derece dayanıklıdır ve çatlama veya deforme olmadan hızlı sıcaklık değişimlerine dayanabilir. Ayrıca, kullanım için fonksiyonel seramiklere, gelişmiş refrakter malzemelere ve hatta aşındırıcılara dönüştürülebilir.

Siyah silisyum karbür tozu (SiCp), hassas boyutlar ve pürüzsüz yüzeyler için metal, seramik ve camın honlanması, leplenmesi ve parlatılmasında önemli bir araçtır. SiC, aşındırıcı bir malzeme olarak kullanılmasının yanı sıra çelik üretiminde ve dökümhanelerde antioksidan ve dökümhanelerde yüksek sıcaklığa dayanıklı bir malzeme olarak da kullanılabilir. Diğer SiC çeşitleri arasında nitrür bağlı silisyum karbür (NB SiC) ve sinterlenmiş reaksiyon bağlı silisyum karbür nitrür (SRBSN) bulunur; bu işlemler dirençli fırın ısıtması yoluyla SRBSN üretir.

Isı Direnci

Silisyum karbür, araba frenleri veya kurşun geçirmez yeleklerde bulunan seramik plakalar gibi aşırı dayanıklılık ve sertlik gerektiren uygulamalar için ideal bir malzeme seçimidir. Ayrıca, bu malzeme mükemmel kimyasal direnç özelliklerine sahiptir ve erimeden yüksek sıcaklıklara bile dayanabilir.

Moissanite en sert sentetik malzemelerden biridir ve elmasla kıyaslanabilecek 9 Mohs sertlik derecesine sahiptir. Nadir bulunan mozanit minerali doğal olarak mevcut olsa da, seri üretim süreçlerinde bu sert sentetik maddenin seri üretimi için sinterleme işlemleri yoluyla toz haline getirilmiş silikon ve karbon tozları kullanılır.

Silisyum karbür mukavemeti, polar olmayan yüzeylerin hidrojen bağı nedeniyle tavlama yoluyla artar ve karbürizasyonu teşvik ederek ve alaşım elementlerinin geri kazanım oranlarını artırarak çelik yapımında bir deoksidizör olarak faydalıdır. Termal kararlılığı ve kimyasal inertliği nedeniyle, yarı iletken gofret işleme ekipmanı için silisyum karbür bileşenleri, yüksek sıcaklıklı ortamlarda bile güvenilir performansı garanti eder.

İletkenlik

Silisyum karbür tozları, aşındırıcı olarak veya aşınmaya dayanıklı seramik bileşenlerde kullanıldığında sertlik ve iletkenliğin ideal kombinasyonunu sunmanın yanı sıra yüksek performanslı endüstriyel seramik ürünler oluşturmak için sinterleme yoluyla birbirine bağlanır.

Silisyum karbür seramikler, aşırı dayanıklılık ve korozyon direncinden termal stabilite ve ısı toleransına kadar uzanan olağanüstü özellikleri nedeniyle günümüzde en çok aranan seramik malzemelerden biri haline gelmiştir - bu nitelikler onu hem tüketici otomobil fren balataları hem de kurşun geçirmez yelek plakaları için birincil seçeneklerden biri haline getirmiştir. Silisyum karbür hem mukavemet hem de termal dayanıklılık sağlar.