{"id":86,"date":"2024-04-03T07:30:07","date_gmt":"2024-04-02T23:30:07","guid":{"rendered":"http:\/\/siliconcarbideceramic.net\/?p=86"},"modified":"2024-12-21T21:04:34","modified_gmt":"2024-12-21T13:04:34","slug":"gesintertes-siliziumkarbid-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/de\/sintered-silicon-carbide-2\/","title":{"rendered":"Gesintertes Siliziumkarbid"},"content":{"rendered":"<p>Siliziumkarbid ist einer der h\u00e4rtesten keramischen Werkstoffe und zeichnet sich durch eine extrem hohe Festigkeit und W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit aus. Au\u00dferdem ist es aufgrund seiner Oxidations- und Korrosionsbest\u00e4ndigkeit f\u00fcr Hochtemperaturumgebungen geeignet.<\/p>\n<p>Reaktionsgebundenes SiC hat grobe K\u00f6rner und eine geringe Korrosionsbest\u00e4ndigkeit, w\u00e4hrend direkt gesintertes SiC dichter ist und eine bessere Hochtemperaturleistung bietet. Beim drucklosen Sintern wird sehr feines SiC-Pulver mit nichtoxidischen Sinterzus\u00e4tzen verwendet, um ein dichtes Material mit hervorragenden physikalischen Eigenschaften herzustellen.<\/p>\n<h2>H\u00e4rte<\/h2>\n<p>Siliziumkarbid ist eines der h\u00e4rtesten g\u00e4ngigen Schleifmaterialien und hat auf der Mohs'schen H\u00e4rteskala einen Wert von 9,5 - nahe dem Wert von Diamant von 10. Diese H\u00e4rte verleiht ihm eine hervorragende Verschlei\u00dffestigkeit auch bei hohen Temperaturen; Chemikalien, Salze, S\u00e4uren und Laugen stellen keine gro\u00dfe Bedrohung dar; die Temperaturwechselbest\u00e4ndigkeit ist gut; au\u00dferdem ist sein Gewicht halb so hoch wie das von Stahl!<\/p>\n<p>Das Fl\u00fcssigphasensintern bietet Vorteile gegen\u00fcber anderen Verfahren, darunter niedrige Verarbeitungstemperaturen und gute Formbarkeit. Dar\u00fcber hinaus eignet sich das Material aufgrund seiner vollen Dichte und seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften f\u00fcr die abrasive Bearbeitung, das Schleifen und Polieren sowie f\u00fcr Schneid-, Bohr-, \u00c4tz- und Fr\u00e4sanwendungen.<\/p>\n<p>Gesintertes SiC wird aufgrund seiner au\u00dfergew\u00f6hnlichen chemischen Stabilit\u00e4t, Temperaturbest\u00e4ndigkeit, geringen Dichte, Festigkeit, Verschlei\u00dffestigkeit und niedrigen Aktivierungsenergie h\u00e4ufig f\u00fcr Teile von Halbleiterproduktionsanlagen, Laser und Fusionsreaktorstrukturen verwendet. Es sind sowohl reaktionsgebundene als auch direkt gesinterte SiC-Sorten erh\u00e4ltlich; reaktionsgebundene Sorten bieten in der Regel niedrigere Kosten und eine gr\u00f6bere K\u00f6rnung f\u00fcr eine geringere Schlag- und W\u00e4rmebelastung, w\u00e4hrend direkt gesinterte Sorten eine bessere Verschlei\u00dffestigkeit bei h\u00f6heren Temperaturen und eine feinere K\u00f6rnung aufweisen, die eine h\u00f6here Verschlei\u00dffestigkeit bei h\u00f6heren Temperaturen bietet. Reaktionsgebundene Sorten mit gr\u00f6beren K\u00f6rnern werden in der Regel h\u00e4ufiger verwendet.  F\u00fcr eine gr\u00f6\u00dfere H\u00e4rte bei Arbeitsbedingungen als bei Hochtemperaturanwendungen oder bei Arbeiten, die als direkt gesinterte Typen verwendet werden, da eine h\u00f6here Verschlei\u00dffestigkeit bei erh\u00f6hten Temperaturen h\u00e4ufiger spezifiziert wird, bzw. da eine h\u00f6here Verschlei\u00dffestigkeit bei erh\u00f6hten Temperaturen erw\u00fcnscht ist und die H\u00e4rte bevorzugt wird, wenn sie als eine der beiden Ablehnungsarten spezifiziert wird, werden sie bevorzugt, da eine h\u00f6here Verschlei\u00dffestigkeit\/H\u00e4rte bei erh\u00f6hten Arbeiten h\u00e4ufiger direkt spezifiziert wird Gesinterte Typen, wenn sie mit direkt gesinterten Sorten spezifiziert werden, m\u00fcssen m\u00f6glicherweise beide Optionen spezifiziert werden und die H\u00e4rte wird h\u00e4ufiger verwendet.<\/p>\n<h2>St\u00e4rke<\/h2>\n<p>Siliziumkarbid ist ein extrem widerstandsf\u00e4higes feuerfestes keramisches Material, das sich durch eine \u00fcberragende H\u00e4rte, hohe Temperaturbest\u00e4ndigkeit und chemische Korrosionsbest\u00e4ndigkeit auszeichnet - Eigenschaften, die es zu einem der vielseitigsten feuerfesten Materialien der Welt machen und in zahlreichen industriellen Anwendungen eingesetzt werden.<\/p>\n<p>Das Hei\u00dfpresssintern ist eine der wichtigsten Produktionsmethoden f\u00fcr SiC-Keramik. Bei dieser Technik wird extrem feines Siliziumkarbidpulver mit Sinteradditiven gemischt, das mit herk\u00f6mmlichen keramischen Formgebungsverfahren wie isostatischem Pressen, Gesenkpressen oder Spritzguss verdichtet wird, um dichte Strukturen aus winzigen Partikeln zu erzeugen, die f\u00fcr Festigkeit sorgen.<\/p>\n<p>Das drucklose Fl\u00fcssigphasensintern von SiC (LPPSiC) ist eine weitere Verdichtungstechnik f\u00fcr SiC. Hier wird fl\u00fcssiges Silizium oder eine Siliziumlegierung in einen gr\u00fcnen K\u00f6rper aus a-SiC-Teilchen eingebracht, um b-SiC zu bilden, das mit den vorhandenen a-SiC-Teilchen reagiert und sich mit ihnen verbindet, um sie zu verdichten und den K\u00f6rper als Ganzes zu verdichten.<\/p>\n<p>Reaktionsgesintertes Siliciumcarbid verf\u00fcgt \u00fcber eine ausgezeichnete Formbarkeit f\u00fcr komplexe Formen, niedrige Verarbeitungstemperaturen und Reinheitsgrade; seine mechanischen Eigenschaften, wie z. B. die Biegefestigkeit, sind geringer als bei normalem gesintertem Siliciumcarbid; um diese Eigenschaft zu verbessern, ist es notwendig, die Si-Restgr\u00f6\u00dfe zu kontrollieren, indem die Partikelgr\u00f6\u00dfe unter 100 nm gesteuert wird - diese Errungenschaft stellt einen gro\u00dfen Erfolg bei der Verbesserung der Festigkeit von LSiC-Keramik dar.<\/p>\n<h2>Korrosionsbest\u00e4ndigkeit<\/h2>\n<p>Siliziumkarbid zeichnet sich durch eine hervorragende Korrosionsbest\u00e4ndigkeit aus und kann Temperaturen von bis zu 1.900 Grad Celsius standhalten, so dass es sich f\u00fcr Anwendungen eignet, bei denen chemische und thermische Schocks Bauteile besch\u00e4digen k\u00f6nnen.<\/p>\n<p>Korrosion in Keramiken entsteht durch die Bildung einer Oxidschicht auf ihrer Oberfl\u00e4che, in der Regel Siliziumdioxid oder Silikat, abh\u00e4ngig von Faktoren wie Umwelteinfl\u00fcssen, Verunreinigungen, Sinterhilfsmitteln, Korngrenzenphasen und kurz darauf erfolgenden Reaktionen. Dies f\u00fchrt zu gro\u00dfen Unterschieden im Korrosionsverhalten von Siliciumcarbid- und Siliciumnitridwerkstoffen.<\/p>\n<p>Da bei der Entwicklung von Werkstoffen f\u00fcr den Einsatz in korrosiven Umgebungen in erster Linie die \u00dcberlebensrate (gemessen als Rezessionsrate im korrosiven Medium) und die mechanische Festigkeit (C-Ring- oder Vier-Punkt-Biegefestigkeit) im Vordergrund stehen, erh\u00f6ht die Korrosion die Oberfl\u00e4chenfehler, die die Festigkeit mit der Zeit schw\u00e4chen und die mechanische Lebensdauer verringern.<\/p>\n<p>Gesintertes Siliciumcarbid eignet sich aufgrund seiner hohen Festigkeit und Verschlei\u00dffestigkeit, seiner geringen spezifischen Dichte und seiner hervorragenden tribologischen Eigenschaften hervorragend f\u00fcr den Einsatz in rauen Umgebungen. Es wird h\u00e4ufig in Bauteilen verwendet, die Sto\u00dfbelastungen durch schwere Lasten standhalten m\u00fcssen, wie z. B. Strahld\u00fcsen oder Lager f\u00fcr Gleitlager; au\u00dferdem wird es h\u00e4ufig in kohlenstofffaserverst\u00e4rkten Siliziumkarbidbremsen oder bei der Herstellung kugelsicherer Panzerungen eingesetzt, da es hohen Belastungen und Temperaturen standh\u00e4lt.<\/p>\n<h2>Dauerhaftigkeit<\/h2>\n<p>Gesintertes Siliciumcarbid ist ein extrem hartes keramisches Material mit hervorragender Verschlei\u00dffestigkeit und Korrosionsschutzeigenschaften, was es zu einem hervorragenden Schleifmittel macht. Es findet sich in Schleifscheiben, Honger\u00e4ten f\u00fcr Honprozesse, Sandstrahlger\u00e4ten und Wasserstrahlschneidern f\u00fcr Schleif- oder Honanwendungen sowie f\u00fcr Wasserstrahlschneidverfahren.<\/p>\n<p>Die chemische Best\u00e4ndigkeit dieses Materials erm\u00f6glicht es, l\u00e4ngere Zeit anorganischen S\u00e4uren, Salzen und Laugen zu widerstehen, ohne dass es zu einem Abbau kommt. Dar\u00fcber hinaus wird seine Haltbarkeit durch dicht gepackte kovalente Bindungen erh\u00f6ht, die aus 4 Silizium- und 4 Kohlenstoffatomen in tetraedrischen Koordinaten gebildet werden.<\/p>\n<p>Gesintertes SiC entsteht durch das Zusammenpressen und Sintern (Erhitzen) von Siliziumdioxid-Pulverteilchen. Durch das Sintern verschmelzen diese einzelnen Partikel zu einem festen St\u00fcck mit hoher H\u00e4rte und Festigkeit, das zudem oxidations- und korrosionsbest\u00e4ndig ist; au\u00dferdem ist es haltbarer als die meisten Keramikarten.<\/p>\n<p>Reaktionsgebundenes Siliciumcarbid, das durch Infiltration von fl\u00fcssigem Silicium in por\u00f6se Graphit- oder Kohlenstoffvorformlinge hergestellt wird, bietet eine geringere Festigkeit als gesintertes Siliciumcarbid, ist aber aufgrund der niedrigen Verarbeitungstemperaturen, der guten Formbarkeit und der gr\u00f6\u00dferen Reinheit besser geeignet. Handels\u00fcbliches reaktionsgesintertes Siliciumcarbid hat bei Raumtemperatur eine Biegefestigkeit von etwa 300 MPa.<\/p>\n<p>Reaktionsgesintertes Siliciumcarbid mit Bor- oder Kohlenstoffsinterhilfsmitteln weist eine extrem hohe Kriechfestigkeit auf, die durch Modifikationen der Korngrenzenenergien und Oberfl\u00e4chenenergien sowie durch Erh\u00f6hung der Volumendiffusionsraten zur F\u00f6rderung der Verdichtung und Verdichtung erreicht wird. Dadurch k\u00f6nnen die K\u00f6rner in direktem kristallinen Kontakt bleiben, ohne dass sich an den Korngrenzen Strukturen der zweiten Phase bilden.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-379\" src=\"http:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/sintered-silicon-carbide.jpg\" alt=\"gesintertes Siliziumkarbid\" width=\"750\" height=\"675\" srcset=\"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/sintered-silicon-carbide.jpg 750w, https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/sintered-silicon-carbide-300x270.jpg 300w, https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/sintered-silicon-carbide-13x12.jpg 13w\" sizes=\"auto, (max-width: 750px) 100vw, 750px\" \/><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Silicon carbide is one of the hardest ceramic materials, boasting extremely high strength and thermal conductivity. 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