Silisiumkarbidpulver

Silisiumkarbid, også kjent som karborundum/karbornm/, er en usedvanlig hard og slitesterk krystallinsk forbindelse av silisium og karbon som har vært brukt som industrimateriale helt siden slutten av 1800-tallet.

Selv om naturlig forekommende moissanitt kan finnes i meteoritter og kimberlittforekomster, produseres det meste av SiC i dag syntetisk, enten ved å oppløse karbon i smeltet silisium eller gjennom prosesser for kjemisk dampavsetning.

Høy varmeledningsevne

Takket være sin overlegne varmeledningsevne tåler silisiumkarbid høye driftstemperaturer. Denne egenskapen bidrar til å lede bort varmen raskt og effektivt, slik at materialet beskyttes mot smelting eller brudd under krevende forhold.

Det beskytter utstyret mot slitasje og bidrar dermed til å forlenge levetiden. Takket være den lave termiske utvidelseskoeffisienten og den høye hardheten er materialet også motstandsdyktig mot mekaniske påkjenninger som friksjon og slitasje.

Svart silisiumkarbidpulver kjennetegnes av nøye kontrollerte partikkelstørrelser som gir enestående skjærehastigheter og overflatefinish, noe som gjør det egnet for en rekke bruksområder, for eksempel slipeskiver av vitrifisert materiale og resinoid, blåsekorn/-pulverblandinger, slipemasser, lapping og polering, sklisikre overflater samt trådsaging av silisium og kvarts.

Carborundum-grafikk, en tradisjonell collagraph-trykkteknikk der karborundum-korn påføres en aluminiumsplate og farges inn, for deretter å føres gjennom en rullepresse for å fremstille trykk på papir med organiske teksturer som fremhever materialets holdbarhet.

Høy styrke

SiC er et ekstremt hardt materiale (9 på Mohs-skalaen). I tillegg gjør dets slitestyrke det egnet for bruksområder som omfatter keramiske bremseskiver på sportsbiler og skuddsikre vester, samt pakninger for pumpeaksler. Videre tåler dette materialet ekstremt høye temperaturer og forblir intakt ved kontakt med andre harde materialer som stål.

Det har en enestående oksidasjonsbestandighet opp til ca. 1400 °C og er uoppløselig i vann, alkohol og syrer, med unntak av fluorvannsyre.

Grønn SIC kan fremstilles av ren kvartssand og petroleums-koks, bearbeides ved hjelp av ulike formingsmetoder og sintres ved høye temperaturer i en elektrisk motstandsovn for å produsere både limte og reaksjonslimte produkter. Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories bruker dette produktet i sin produksjon av slipemidler, metallurgiske og spesialiserte ildfaste materialer, samt metallmatrisekompositter og ovnsinnredning – for ikke å glemme produksjonen av komposittpansersystemer!

Høy kjemisk bestendighet

Silisiumkarbid har vist seg å være svært holdbart ved å tåle ekstreme kjemiske forhold og miljøer, for eksempel som slipeskiver i fabrikker. Videre brukes det til sliping og polering, samt til industrielle skjære- og boreoppgaver; i tillegg har det høy slitestyrke, noe som gjør det egnet for bruk i metallurgiske anvendelser.

Siden slutten av 1800-tallet har silikongummi blitt brukt til blant annet slipemidler og slipeverktøy, samt ildfaste foringer og ovnsruller. Takket være sin enestående temperaturbestandighet og motstand mot termiske sjokk er silikongummi et utmerket materialvalg for anvendelser innen luftfart.

Silisiumkarbidpulver kan fremstilles ved å smelte kvartssand og kullbasert koks i en elektrisk motstandsovn ved 2500 °C, for deretter å male eller forme det til faste gjenstander. Større enkeltkrystaller kan dyrkes fra ren silisium- og karbondamp under ekstremt vakuum ved 3500 °C – ved hjelp av prosesser som ligner på de som brukes for halvlederplater. Polymorfer, eller strukturer med ulike krystallstrukturer, finnes og kan klassifiseres som alfa eller beta avhengig av atomstrukturen; alfa har typisk en sekskantet struktur (wurtzit).

Høy varmebestandighet

Silisiumkarbid, et ikke-oksidbasert keramisk materiale, tåler høye temperaturer og slitasje. Derfor har det lenge blitt brukt som slitesterk komponent i sliping, finsliping og sandblåsing, samtidig som det ofte benyttes i luftfarts- og bilindustrien som slipemiddel for polering av ulike materialer.

Aluminium reagerer ikke med syrer og tåler temperaturer på opptil 1600 °C. Takket være sin tetraedriske krystallstruktur kan det motstå oksidasjon under visse omstendigheter – men hvis det utsettes for høye oksygenkonsentrasjoner over lengre tid, kan det oksidere raskt.

Rekrystallisering, varmpressing, mikrobølgesintring, trykkløs sintring og reaksjonssintring er blant de ulike metodene som finnes for å fremstille keramikk i ulike former og størrelser. Keramikk brukes i stor utstrekning som en del av termisk krevende ildfaste materialer og keramikk som komponenter i skuddsikre rustninger; i tillegg gjør dens stivhet og styrke den også egnet for speil i astronomiske teleskoper.