Ränikarbiidipulber - kõrge efektiivsusega abrasiiv tööstusotstarbeliseks kasutamiseks

Ränikarbiid (SiC) on ränist ja süsinikust koosnev anorgaaniline keemiline ühend, mis esineb looduslikult äärmiselt haruldase mineraali moissanitina; massiline tootmine algas aga 1893. aastal nii pulbrilisel kujul kui ka kristallidena, mida kasutatakse abrasiivina.

Must ränikarbiid on tänu oma suurtele kristallidele, erakordsele sitkusele, tihedale tekstuurile ja korduvale toimimisele korduvates rakendustes parim abrasiiv kõrgtehnoloogilistes lihvimis- ja poleerimisrakendustes.

Kõrge kõvadus

Ränikarbiidipulber on äärmiselt kõva ja kulumiskindel materjal, mis muudab selle ideaalseks tooraineks abrasiivmaterjalide, näiteks lihvketaste ja lõiketööriistade valmistamiseks. Lisaks sellele kasutatakse seda tänu suurepärasele soojusjuhtivusele ja vastupidavusele laialdaselt lisakomponentidena elektroonika tootmisprotsessides ja pooljuhtide valmistamisel.

SiC-i saab valmistada, kuumutades räniliiva koos süsinikuallikatega, näiteks naftakoksiga, kõrgetel temperatuuridel avatud “Achesoni” ahjus, mille tulemuseks on rohelise või musta värvi ränikarbiiditerad, millel on vähem lisandeid kui selle madalama kvaliteediga vaste.

Roheline või must ränikarbiidipulber segatakse mitte-oksiidse paagutusabiga, mida nimetatakse sideaineks, et valmistada pasta. Seejärel tihendatakse ja vormitakse pasta ekstrusiooni (torude) või külma isostaatilise pressimise teel, kus osakesed surutakse jäikadesse vormidesse, kasutades survet mitmest suunast, et moodustada kujundeid, mida saab seejärel töödelda.

Kõrge soojusjuhtivus

Ränikarbiidipulbri suurepärane soojusjuhtivus muudab selle hindamatuks materjaliks erinevates tööstuslikes keskkondades, eriti elektroonika- ja pooljuhtide tootmises, kus selle võime taluda kõrgeid temperatuure ilma ebastabiilseks muutumata on suur eelis.

Kahjustuste ja termilise šoki suhtes väga vastupidavate materjalide hulka kuulub akrüül. See mitmekülgne materjal peab vastu märkimisväärsele plastilisele deformatsioonile enne purunemist ja on temperatuuri muutudes väikese paisumise kiirusega.

Must ränikarbiidikillustik on erinevalt teemandist äärmiselt vastupidav ja mitmekülgne; seda saab kasutada näiteks lihvimisrattadena, liivapaberina ning kaetud ja seotud abrasiivmaterjalidena lõhkamisel. Tänu oma kõvadusele ja suurepärasele keemilisele ja termilisele stabiilsusele on see taskukohane alternatiiv borkarbiidist abrasiividele, mida toodetakse puhta räniliiva ja kivisöe kui tooraine abil tellisest elektritakistuse tüüpi ahjudes reaktsioonisidumise teel.

Kõrge kulumis- ja korrosioonikindlus

SiC on üks kõvemaid sünteetilisi materjale, mis on kõvaduselt teine pärast teemanti. See omadus muudab selle atraktiivseks materjaliks rakendustes, kus oluline on kõrge jõudlus ja vastupidavus, näiteks abrasiivsetes rakendustes.

pakume nii reaktsiooniga seotud ränikarbiidi kui ka tsementeeritud volframkarbiidist tooteid, mis on kavandatud vastama spetsiifilistele tulekindlatele, keemilistele ja termilistele omadustele. Reaktsiooniga seotud ränikarbiid sobib ideaalselt rakendusteks, kus tuleb arvestada kulumiskindlust või keerulisi kujundeid; tsementeeritud volframkarbiid pakub paremaid soojus- ja keemiaisolatsiooniomadusi kui selle vaste.

Musta ränikarbiidi abrasiivsete omaduste tõttu on see populaarne auto- ja lennundustööstuses komponentide lihvimiseks ja lihvimiseks täpsete mõõtmete ja viimistluste saavutamiseks või korrosiooni- ja kulumiskindluse eemaldamiseks. Lisaks sellele võimaldab selle erakordne tugevus ja vastupidavus taluda äärmuslikke keskkondi, jäädes samas puutumatuks, ning selle korrosiooni- ja kulumiskindlus teeb selle tuntud lõhkekehade abrasiivmaterjalina. Lisaks aitab selle korrosiooni- ja kulumiskindlus pikendada komponentide kasutusiga, vähendades samas seisakuid - eriti kehtib see selliste tööriistade puhul nagu lihvimisrattad või lõhkamisabrasiivid, mis kasutavad musta ränikarbiidist lõhkamisabrasiive või lõiketööriistu, mis nõuavad pidevat hooldust või seisakuid selle materjali korrosiooni- ja kulumiskindlate katete või lõiketööriistade tõttu.

Kõrge kuumakindlus

Ränikarbiid on äärmiselt kõva ja kerge keraamiline materjal, millel on suurepärased termilise stabiilsuse ja korrosioonikindluse omadused, mistõttu sobib see suure koormusega rakendusteks, näiteks tööstuslike masinate ja autoosade jaoks.

Moissaniiti, mis on laia ribalõhega pooljuhtmaterjal, mida leidub looduses kalliskivina moissaniit, on alates 19. sajandi lõpust masstoodanguna toodetud abrasiivina, mida kasutatakse näiteks lihvimisrataste ja lõiketööriistade, pumplate, raketimootorite ja muude masinate tulekindlate vooderdiste kulumiskindlate osade, jäikuse, termilise löögikindluse ja tugevuse tõttu, mis on soovitavad omadused ka sellest materjalist teleskooppeeglite valmistamisel.

Achesoni algne meetod SiC tootmiseks on endiselt keskmes kaasaegses tootmises, mida kasutatakse abrasiivides, metallurgias ja tulekindlates materjalides. Tooraineid kuumutatakse avatud ahjus kõrgetel temperatuuridel, kuni moodustub rohelise kuni musta kristallilise ränikarbiidi kogum, mida ümbritsevad osaliselt või täielikult muundamata ränidioksiid ja süsinik naftakoksi kujul.