Употреби на силициев карбид

Силициевият карбид (SiC) е изключително твърд материал с многобройни приложения. Може да срещнете SiC във високоефективни "керамични" спирачни дискове за автомобили или дори като керамични пластини за бронежилетки.

Мойсанитът се среща в природата като рядък минерал, но от 1893 г. се произвежда масово под формата на прах, който се използва като абразив. Освен това той се използва като основен компонент в полупроводниковата електроника, която работи при екстремни температури и напрежения.

Високотемпературни огнеупори

Силициевокарбидните огнеупори са висококачествени материали с изключителна здравина, устойчивост на корозия и стабилност при термични удари. Предлагани под формата на тухли или облицовки, огнеупорите от силициев карбид се използват в приложения като високотемпературни приложения, като например производство на разтопени соли и киселинни шлаки; тяхната особеност е устойчивостта им на размекване до 15 000 С при температури, високи до температурата на топене на последната (черният силициев карбид [SiC] е суровината, използвана за тези огнеупори).

Силициевият карбид, обикновено наричан с химическата си формула SiC, е изключително твърдо синтетично произведено кристално съединение, съставено от силиций и въглерод, което се среща в природата като редкия минерал моисанит; масовото му производство обаче започва през 1893 г. за използване като абразиви и износоустойчиви части в промишлеността и ракетните двигатели; освен това служи като полупроводников субстрат в светодиодите (LED).

Силициевокарбидните огнеупори, свързани с глина, са идеален избор за използване във високотемпературни приложения, тъй като процесът на свързване осигурява структурна цялост при високи температури, като същевременно е устойчив на киселини и други корозивни материали. Освен това тези сравнително евтини огнеупорни материали са доказали изключителната си издръжливост във времето; често се тестват с помощта на тестове за парна корозия (фотографиране, претегляне и измерване на тестови образци, преди да бъдат изложени на пара в продължение на 500 часа, за да се види колко добре се представят при такива екстремни налягания и температури).

Части, устойчиви на износване

Силициевият карбид може да се използва за редица износоустойчиви приложения. Благодарение на своята превъзходна здравина, твърдост, издръжливост, устойчивост на химически атаки и температурна устойчивост силициевият карбид е отличен материал за борба с износването на стомана и металургични сплави, което го прави подходящ за замяна на метални валове или части в стоманени валцови машини, пясъчни помпи, хидроциклони, трошачки или тръби за облицовка на цилиндри.

Безелектролитното покритие има още едно предимство; то позволява да се прилага по-последователно, без да се създават несъответствия, характерни за традиционните процеси на никелиране, като гарантира, че острите ъгли и вдлъбнатини остават остри без натрупване на ръбове, а отворите за пробиване остават ненарушени и непроменени в почти всяка геометрична конфигурация.

Силициевият карбид се отличава сред материалите за електронни устройства с отличната си температурна устойчивост и уникална атомна структура, като предлага изключителни полупроводникови свойства, които го правят подходящ за производство на електронни устройства. Устойчивостта му на температурни колебания е до 10 пъти по-голяма от тази на силиция, който е основният материал в производството на полупроводници, както и устойчивостта на термичен шок и способността му да издържа на много високи налягания. Силициевият карбид се използва широко като важен компонент в силовите полупроводници за генератори за високо напрежение и бордови зарядни устройства за хибридни и електрически превозни средства, както и като заместител на скъпите, но опасни за околната среда литиеви батерии.

Полупроводникови устройства

Силициевият карбид в чист вид действа като електрически изолатор; но когато се модифицира с примеси или допинг агенти, неговата електропроводимост се променя и проявява полупроводникови свойства, като не позволява протичането на свободен ток, но и не го отблъсква. Тези свойства на полупроводимост правят силициевия карбид подходящ за създаване на електронни устройства, които усилват, превключват или преобразуват сигнали в електрическите вериги.

Устройствата от силициев карбид се отличават с широка разделителна ивица, която им позволява да работят при по-високи температури и честоти от традиционните полупроводници, което ги прави подходящи за промишлени условия и осигурява значително повишаване на енергийната ефективност в сравнение с техните силициеви аналози.

Устройствата за захранване от силициев карбид се използват широко в железопътните транзитни системи за намаляване на загубите на енергия и повишаване на ефективността на пренасяне на товара, като същевременно се използват и в соларните инвертори и устройствата за съхранение на енергия за подобряване на ефективността и надеждността.

Динамиката на пазара на силициев карбид непрекъснато се променя, тъй като новите приложения стимулират неговото разширяване и търсене. Приложенията включват производството на силова електроника, автомобилната и космическата индустрия. Очаква се ръстът на пазара на силициев карбид за силова електроника да надхвърли 27% до 2021 г. поради нарастващото търсене на електромобили и 5G инфраструктура, както и на станции за бързо зареждане; в резултат на това трябва да се разшири капацитетът и да се инвестира в нови технологии, за да се осигурят ефикасни захранващи устройства в тяхна подкрепа.

Химическа обработка

Силициевият карбид (SiC) е изключително твърдо, синтетично произведено съединение на силиций и въглерод с твърдост по скалата на Моос 9 и е почти толкова твърд, колкото диаманта. SiC може да се използва в приложения, вариращи от абразивни процеси на обработка, като пясъкоструене и шлифоване, до износоустойчиви части за промишлени пещи, износоустойчиви части за субстрати за производство на светодиоди и светлодиоди (LED).

Огнеупорни материали могат да се използват и в композитни материали, като тези в бронежилетките. Тяхната здравина и издръжливост им позволяват да издържат на удари от куршуми с висока скорост, докато ниската скорост на неутронното им сечение ги предпазва от радиационно увреждане.

Реакционното свързване и синтероването могат да се използват за създаване на SiC, като при всяко от тях се получават различни микроструктури в крайния материал. Реакционното свързване на SiC се произвежда чрез инфилтриране на компакти от смеси на SiC и въглерод с течен силиций, който реагира с въглерода, за да образува повече частици SiC, които след това свързват първоначалните. Синтезираният SiC може да бъде произведен и чрез използване на чист SiC прах, смесен с неоксидни спомагателни вещества за синтероване, и нагряване при повишени температури до настъпване на втвърдяване.

American Elements предлага богат избор от първокласни зърна и прахове от стопен силициев диоксид и карбид, подходящи за приложения в огнеупорни материали, аерокосмическата, автомобилната, химическата и хранително-вкусовата промишленост, както и в много други области. Нашето усъвършенствано оборудване за трошене, смилане и класифициране ни позволява да произвеждаме тези зърна, които надхвърлят стандартите на ANSI, FEPA и JIS.