Siliciumcarbide hardheid

Siliciumcarbide (SiC) is een extreem harde synthetisch geproduceerde kristallijne verbinding met brede industriële toepassingen. SiC heeft een hardheid van 9,5 op de Mohs schaal van minerale hardheid - in dit opzicht alleen na diamant.

Keramische vezels spelen een integrale rol in geavanceerde vuurvaste materialen en functionele keramiek, waar ze extra slijtvastheid bieden door een coating of plating voor extra slijtvastheid.

Hoe hard is siliciumcarbide?

Siliciumcarbide, ook wel zwart siliciumcarbide en K-carbide genoemd, is een niet-oxide keramisch materiaal met uitzonderlijke sterkte, hardheid en chemische inertie. Siliciumcarbide bestaat uit koolstofatomen die covalent verbonden zijn met siliciumatomen in kristalroosters. Siliciumcarbide vertoont polymorfisme met verschillende stapelingen die leiden tot kubische, hexagonale en rhombohedrale kristalstructuren.

SiC is een van de hardste materialen die er zijn, met een hardheid van 9,5 op de schaal van Mohs - alleen na boorcarbide (9,5) en diamant (10). Het biedt een uitstekende slijtvastheid en is extreem moeilijk te breken of te beschadigen; bovendien is het bestand tegen hoge temperaturen, waardoor het geschikt is voor industriële toepassingen.

Aluminiumoxide wordt veel gebruikt vanwege zijn hardheid, in schuurmiddelen vanwege zijn slijtvastheid, in vuurvaste materialen en keramiek vanwege zijn lage thermische uitzetting en kruipweerstand, in elektronica vanwege zijn superieure elektrische eigenschappen en in kernreactoren vanwege zijn weerstand tegen stralingsschade.

In de handel wordt siliciumcarbide geproduceerd door sinteren, waarbij silicium en koolstof in poedervorm onder extreme druk worden samengeperst tot een vaste massa. Na machinale bewerking tot buizen of platen/blokken kan het verder bewerkt worden voor uiteindelijke toepassingen in industriële procesapparatuur en moderne lapidairen. Door zijn duurzaamheid en relatief goedkope prijs blijft het een populaire keuze onder moderne lapidairen.

Wat zijn de nadelen van Siliciumcarbide in artistieke en ambachtelijke toepassingen?

Siliciumcarbide (SiC) is een extreem hard materiaal met een hardheid van 9 op de schaal van Mohs en heeft uitstekende thermische uitzettingseigenschappen, chemische weerstand tegen zuren en alkaliën, tolerantie voor hoge temperaturen en weerstand tegen corrosie en thermische schokken. SiC heeft ook zeer dichte structuren waardoor het dichte maar robuuste materialen zijn om mee te werken.

Moissaniet komt van nature voor als het zeldzame mineraal moissaniet, maar sinds 1893 wordt het in massaproductie genomen als schuurpoeder en als grote enkele kristallen voor gebruik als edelsteen. Moissaniet wordt veel gebruikt in slijtvaste industriële toepassingen zoals slijpen, snijden en machinaal bewerken, maar ook in metaalmatrixcomposieten waar het fungeert als keramisch bindmiddel om onderdelen te versterken en te stabiliseren. Moissaniet heeft zichzelf bewezen als een veelzijdige component die het leven van fabrikanten en ingenieurs makkelijker maakt.

Siliciumcarbide onderscheidt zich van zijn soortgenoten als schuurmiddel doordat het niet desintegreert wanneer het wordt blootgesteld aan stralen of stoten, waardoor het bijzonder geschikt is voor industriële schuurapparatuur zoals wielen. Bovendien gebruiken geslepen juwelenmakers dit schuurmiddel met veel succes, omdat de scherpe harde randen steeds nieuwe oppervlakken blootleggen voor slijp- en polijstdoeleinden. Zwart siliciumcarbide heeft voor dit gebruik vaak de voorkeur boven groen siliciumcarbide dat geproduceerd is in een elektrische oven met inwendige weerstand.

Wat zijn de voordelen van Siliciumcarbide in artistieke en ambachtelijke toepassingen?

De combinatie van hardheid, chemische inertheid en thermische stabiliteit van siliciumcarbide maakt het een uitstekende materiaalkeuze voor toepassingen die slijtage- en slijtageweerstand vereisen. Het is goed bestand tegen corrosie, erosie en wrijvingsslijtage, heeft een goede maatvastheid en is bestand tegen hoge temperaturen zonder gebreken.

Omdat korund relatief licht is voor zijn hardheid, kan het gebruikt worden in schuurtoepassingen zonder de sterkte van keramiek aan te tasten. Bovendien is korund een ideaal schuurmiddel dat goed werkt bij zowel nat als droog schuren; met verschillende korrelopties is het een uitstekend hulpmiddel voor het ontbramen van metaal, polijsten van stenen en marmeren oppervlakken en het verwijderen van roest en ontbramen van metalen onderdelen.

Siliciumcarbide is zeer geschikt voor elektrische toepassingen vanwege de lage lekstromen en on-state weerstand, waardoor het een uitstekend materiaal is voor de productie van halfgeleidercomponenten zoals diodes en transistors, naast andere hoogspanningsapparaten.

Siliciumcarbide is over het algemeen ongevaarlijk om mee om te gaan, maar het stof kan giftig zijn als het wordt ingeademd tijdens schuur- of slijpprocessen; om blootstelling tijdens het werken met siliciumcarbide in poedervorm te minimaliseren is het verstandig om de juiste beschermingsmiddelen te dragen en je werkruimte goed te ventileren. Het is ook breekbaar en vereist speciale zorg bij het snijden of vormen met gereedschap; dit is vooral belangrijk bij het maken van kleine gedetailleerde stukken zoals sculpturen of sieraden.