Piikarbidi Kovuus

Piikarbidi (SiC) on erittäin kova synteettisesti tuotettu kiteinen yhdiste, jolla on laajoja teollisia sovelluksia. SiC on Mohsin mineraalikovuusasteikolla 9,5. Se on tässä suhteessa toiseksi kovin timantin jälkeen.

Keraamiset kuidut ovat olennainen osa kehittyneitä tulenkestäviä materiaaleja ja funktionaalista keramiikkaa, joissa ne lisäävät kulutuskestävyyttä pinnoittamalla tai pinnoittamalla.

Kuinka kovaa piikarbidi on?

Piikarbidi, jota kutsutaan myös mustaksi piikarbidiksi ja K-karbidiksi, on oksiditon keraaminen materiaali, jolla on poikkeuksellinen lujuus, kovuus ja kemiallinen inerttiys. Piikarbidi koostuu hiiliatomeista, jotka ovat kovalenttisesti sitoutuneet piiatomeihin kideruuduiksi, ja se on polymorfinen, sillä siinä on erilaisia pinoutumisjärjestyksiä, jotka johtavat kuutiomaisiin, heksagonaalisiin ja romboedrisiin kiderakenteisiin.

SiC on yksi kovimmista saatavilla olevista materiaaleista, ja sen Mohsin asteikolla mitattu arvo on 9,5. Se on toiseksi kovinta vain boorikarbidin (9,5) ja timantin (10) jälkeen. Se kestää erinomaisesti kulutusta, ja sitä on erittäin vaikea rikkoa tai vahingoittaa; lisäksi se kestää korkeita lämpötiloja, joten se soveltuu teollisiin sovelluksiin.

Alumiinioksidia käytetään laajalti sen kovuuden vuoksi, hioma-aineissa sen kulutuskestävyyden vuoksi, tulenkestävissä aineissa ja keramiikassa sen alhaisen lämpölaajenemisen ja virumisen kestävyyden vuoksi, elektroniikassa sen ylivoimaisten sähköisten ominaisuuksien vuoksi sekä ydinreaktoreissa sen säteilynkestävyyden vuoksi.

Kaupallisesti piikarbidia valmistetaan sintraamalla, jossa jauhemainen pii ja hiili puristetaan yhteen äärimmäisessä paineessa kiinteäksi massaksi. Kun se on työstetty putkiksi tai levyiksi/lohkoiksi, sitä voidaan työstää edelleen lopullisia sovelluksia varten teollisissa prosessilaitteissa sekä nykyaikaisessa lapidariassa. Kestävyytensä ja suhteellisen edullisen hintansa vuoksi se on edelleen suosittu valinta nykyaikaisten lapidareiden keskuudessa.

Mitkä ovat piikarbidin haitat taiteellisissa ja käsityösovelluksissa?

Piikarbidi (SiC) on erittäin kova materiaali, jonka Mohsin asteikon kovuusluokitus on 9. Sillä on erinomaiset lämpölaajenemisominaisuudet, kemiallinen kestävyys happoja ja emäksiä vastaan, korkean lämpötilan sietokyky sekä korroosion ja lämpöshokkien kestävyys. SiC:llä on myös erittäin tiheät rakenteet, mikä tekee siitä tiiviin mutta kestävän materiaalin.

Moissaniittia esiintyy luonnossa harvinaisena mineraalina, mutta vuodesta 1893 lähtien sitä on tuotettu massatuotantona sekä hiomajauheena että suurina yksittäisinä kiteinä jalokivinä käytettäväksi. Moissaniittia käytetään laajalti kovaa kulutusta vaativissa teollisissa sovelluksissa, kuten hionnassa, leikkauksessa ja koneistuksessa, sekä metallimatriisikomposiiteissa, joissa se toimii keraamisena sideaineena osien vahvistamiseksi ja vakauttamiseksi. Moissaniitti on osoittautunut monipuoliseksi komponentiksi, joka helpottaa valmistajien ja insinöörien elämää.

Piikarbidi erottuu muista hioma-aineista siinä, että se ei hajoa, kun se altistuu räjäytyksille tai iskuille, minkä vuoksi se soveltuu erityisen hyvin teollisuuden hiomalaitteisiin, kuten pyöriin. Lisäksi kalliokivikorujen valmistajat käyttävät tätä hioma-ainetta suurella menestyksellä, sillä sen terävät ja kovat reunat paljastavat jatkuvasti uusia pintoja hionta- ja tasoitustarkoituksiin. Mustaa piikarbidia käytetään usein mieluummin kuin vihreää piikarbidia, joka on tuotettu sähköisessä sisävastusuunissa tähän tarkoitukseen.

Mitkä ovat piikarbidin edut taiteellisissa ja käsityösovelluksissa?

Piikarbidin kovuus, kemiallinen inerttiys ja lämpöstabiilisuus tekevät siitä erinomaisen materiaalivalinnan sovelluksiin, joissa vaaditaan kulutuksen ja kulumisen kestävyyttä. Se kestää tehokkaasti korroosiota, eroosiota ja kitkakulutusta, on hyvin mittapitävä ja kestää korkeita lämpötiloja virheettömästi.

Koska korundi on kovuuteensa nähden suhteellisen kevyt, sitä voidaan käyttää hiomasovelluksissa ilman, että keramiikan lujuus kärsii. Lisäksi korundi on ihanteellinen hioma-aine, joka toimii hyvin sekä märkä- että kuivahionnassa; eri raekokovaihtoehtojen ansiosta se on erinomainen työkalu metallin purseenpoistoon, kiven ja marmorin pintojen kiillottamiseen sekä ruosteen poistamiseen ja ruosteen poistamiseen metalliosista.

Piikarbidi soveltuu hyvin sähköisiin sovelluksiin, koska sen vuotovirrat ja kytkentävastus ovat alhaiset, mikä tekee siitä erinomaisen materiaalin puolijohdekomponenttien, kuten diodien ja transistorien, sekä muiden suurjännitelaitteiden valmistukseen.

Piikarbidin käsittely on yleensä vaaratonta; sen pöly voi kuitenkin olla myrkyllistä, kun sitä hengitetään hiomisen tai hionnan aikana; altistumisen minimoimiseksi jauhemaisen piikarbidin kanssa työskenneltäessä on viisasta käyttää asianmukaisia suojavarusteita ja tuulettaa työtila asianmukaisesti. Koska se on myös haurasta ja vaatii erityistä varovaisuutta, kun sitä leikataan tai muotoillaan työkaluilla; tämä on erityisen tärkeää, kun sitä käytetään pienten yksityiskohtaisten kappaleiden, kuten veistosten tai korujen, valmistamiseen.