Siliciumkarbidpulver

Siliciumcarbid, også kaldet carborundum/karbornm/, er en usædvanlig hård og holdbar krystallinsk forbindelse af silicium og kulstof, der længe har været brugt som industrielt materiale siden slutningen af det 19. århundrede.

Selv om naturligt forekommende moissanit kan findes i meteoritter og kimberlitaflejringer, fremstilles det meste SiC nu syntetisk ved enten at opløse kulstof i smeltet silicium eller gennem kemiske dampaflejringsprocesser.

Høj termisk ledningsevne

Siliciumkarbidens overlegne varmeledningsevne gør det muligt at modstå høje driftstemperaturer. Denne egenskab hjælper med at sprede varmen hurtigt og effektivt og beskytter den mod smeltning eller brud under krævende forhold.

Det beskytter udstyret mod slitage og er med til at forlænge dets levetid. Takket være den lave varmeudvidelseskoefficient og overlegne hårdhed gør den lave varmeudvidelseskoefficient den også modstandsdygtig over for mekaniske belastninger som friktion og slid.

Sort siliciumcarbidpulver har nøje kontrollerede partikelstørrelser, der giver enestående skærehastigheder og overfladefinish, hvilket gør det velegnet til en række anvendelser som f.eks. slibeskiver af glas og resinoid, blæsning af korn/pulverforbindelser, forbindelser, lapning, polering af skridsikkert materiale og wiresavning af silicium og kvarts.

Karborundumtryk, en traditionel kollagrafi-teknik, hvor karborundumkorn påføres en aluminiumsplade og indfarves og derefter køres gennem en rullepresse for at fremstille tryk på papir med organiske strukturer, der viser dets holdbarhed.

Høj styrke

SiC er et ekstremt hårdt materiale (9 på Mohs-skalaen). Derudover gør dets slidstyrke det velegnet til anvendelser, der involverer keramiske bremseskiver på sportsvogne og skudsikre veste samt pumpeakseltætninger. Desuden kan dette materiale modstå ekstremt høje temperaturer og samtidig forblive intakt, når det kommer i kontakt med andre hårde materialer som stål.

Det udviser fremragende oxidationsmodstand op til ca. 1400 grader og er uopløseligt i vand, alkohol og andre syrer end flussyre.

Grøn SIC kan fremstilles af rent kvartssand og petroleumskoks, forarbejdes ved hjælp af forskellige formningsmetoder og sintres ved høje temperaturer i en elektrisk indre modstandsovn for at fremstille både bundne og reaktionsbundne produkter. Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories anvender dette produkt i deres produktion af slibemidler, metallurgiske, ildfaste specialmaterialer samt metalmatrixkompositter og ovnmøbler - for ikke at glemme produktionen af kompositpansersystemer!

Høj modstandsdygtighed over for kemikalier

Siliciumcarbid har bevist sin holdbarhed ved at modstå ekstreme kemiske forhold og miljøer, som f.eks. slibeskiver på fabrikker. Desuden bruges det til slibning og polering samt industrielle skære- og boreopgaver; desuden har det en høj slidstyrke, der gør det velegnet til brug i metallurgiske anvendelser.

Siden slutningen af det 19. århundrede er silikonegummi blevet brugt til bl.a. slibemidler og slibeværktøjer samt ildfaste foringer og ovnruller. På grund af sin enestående temperaturbestandighed og modstandsdygtighed over for termisk chok er silikongummi et fremragende materialevalg til rumfart.

Siliciumcarbidpulver kan fremstilles ved at smelte siliciumsand og kulbaseret koks i en elektrisk modstandsovn ved 2500 grader og derefter slibe eller forme det til faste genstande. Større enkeltkrystaller kan dyrkes af rent silicium og kulstofdamp under ekstremt vakuum ved 3500 grader - ved hjælp af lignende processer som dem, der anvendes til halvlederskiver. Der findes polymorfer eller strukturer med forskellige krystalstrukturer, og de kan klassificeres som alfa eller beta afhængigt af deres atomare struktur; alfa har typisk hexagonal (Wurtzit).

Høj modstandsdygtighed over for varme

Siliciumcarbid er et ikke-oxidkeramisk materiale, der kan modstå høje temperaturer og slid. Derfor har det længe været brugt som en slidstærk del i slibe-, honing- og sandblæsningsprocesser, mens det også ofte bruges i luftfarts- og bilindustrien som slibemiddel til at polere forskellige materialer.

Aluminium reagerer ikke med syrer og temperaturer på op til 1600 grader. På grund af sin tetraedriske krystalstruktur kan det modstå oxidering under visse omstændigheder - men hvis det udsættes for høje koncentrationer af ilt i længere tid, kan det oxideres hurtigt.

Rekrystallisering, varmpresning, mikrobølgesintring, trykløs sintring og reaktionssintring er nogle af de forskellige metoder, der findes til at skabe keramik i forskellige former og størrelser. Keramik bruges i vid udstrækning som en del af termisk krævende ildfaste materialer og keramik, der bruges som komponenter i skudsikre panser; desuden gør dets stivhed og styrke det også velegnet til astronomiske teleskopspejle.