Siliziumkarbid-Pulver

Siliziumkarbid ist ein extrem hartes, nichtoxidisches Keramikmaterial mit ähnlichen Festigkeitseigenschaften wie Diamant. Darüber hinaus zeichnet sich SiC durch einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und hervorragende korrosionsbeständige und elektrische Eigenschaften im Vergleich zu anderen Werkstoffen aus.

Härte
Siliciumcarbid (abgekürzt SiC) ist eine extrem harte, synthetisch hergestellte kristalline Verbindung aus Silicium und Kohlenstoff. Es wurde erstmals 1891 von dem amerikanischen Erfinder Edward G. Acheson durch Zufall synthetisiert, als er in einer Eisenschüssel mit einer gewöhnlichen Kohlebogenlampe als elektrischer Lichtquelle eine Tonmischung mit pulverisiertem Petrolkoks mischte; Acheson entdeckte damals hellgrüne Kristalle, die als Carborundum bekannt waren und die dann als Siliciumcarbid oder Siliciumcarbidi (Carborundum) bekannt wurden.

Borkarbid war bis 1929 das härteste keramische Material, das mit einer Mohshärte von 9 an die Härte von Diamant heranreichte. Aufgrund seiner Härte und Zähigkeit war es ein ideales Schleifmittel für Schleifscheiben und Schneidewerkzeuge; seine Beständigkeit bei hohen Temperaturen machte es außerdem zu einem idealen Werkstoff für feuerfeste Materialien, Strukturkeramik und elektrische Anwendungen. Auch seine elektrischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen machten Borcarbid zu einem sehr nützlichen Material!

Unsere nichtoxidische Keramik, die extremen thermischen und mechanischen Umgebungen standhält, wird in so unterschiedlichen Anwendungen wie Schleifmitteln, verschleißfesten Teilen für Industrieöfen und Raketentriebwerke (einschließlich Gasfilterdüsen und Brennkammerauskleidungen), Keramik und feuerfesten Materialien eingesetzt. Wir bieten eine hervorragende Beständigkeit gegen chemische Angriffe sowie Festigkeit bei höheren Temperaturen und eine geringe Wärmeausdehnung, um starken Erschütterungen standzuhalten.

Siliziumkarbidpulver ist aufgrund seiner Vielseitigkeit ein wichtiger nichtoxidischer Werkstoff unter den hochtechnologischen Feuerfestmaterialien. Es ist sowohl als Makro- als auch als Mikrogranulat mit unterschiedlichen Reinheitsgraden erhältlich; Makroformen werden in der Regel durch Schmelzen von Rohblöcken der Sorten Green oder Black hergestellt, bevor sie mit Barmac- oder Raymond-Mühlen, Ultraschallwellen oder durch Sieben zu einem Mikrogranulat weiterverarbeitet werden.

Unsere Körner und Pulver sind genau auf Ihre Anforderungen an Größe, chemische Zusammensetzung und Form zugeschnitten. Unsere Produkte können für hochpräzise Läpp- und Polierarbeiten, zum Sägen von Quarz, zum Sägen von Quarz, zum Sägen von quarzgebundenen Schleifmitteln und zum Druckstrahlen (nass oder trocken) verwendet werden. Erhältlich in verschiedenen Korngrößen, verpackt in 5 kg-Säcken, sowie in größeren Mengen auf Anfrage.

Thermische Leitfähigkeit
Siliziumkarbidpulver findet aufgrund seiner Kombination aus Härte, Wärmeleitfähigkeit und halbleitendem Verhalten viele industrielle Anwendungen. Zu den Anwendungen gehören verschleißfeste Teile, die Härte und hohe Zugfestigkeit benötigen, sowie Keramik (wie feuerfeste Materialien, Riffelstein, Muffeln, Brennhilfsmittel und Gleitschienen für Öfen), die sowohl hitzebeständig als auch chemisch inert sein müssen; elektrische Geräte, die Wärmeleitfähigkeit mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten erfordern; Anwendungen in Kernreaktoren, die niedrige Neutronenquerschnitte oder Beständigkeit gegen Strahlenschäden benötigen – um nur einige der vielen Einsatzmöglichkeiten zu nennen!

Siliciumcarbid, ein anorganisches Nichtoxidmaterial mit einer Schmelztemperatur von etwa 1500 Grad Celsius, das sich nur sehr schwer komprimieren oder zu Festkörpern formen lässt, ist einer der härtesten und besten Isolatoren, die die Menschheit kennt. Mit seiner diamantähnlichen Oberfläche und einer Dichte, die mit der von Diamant vergleichbar ist, hat Siliciumcarbid ein extrem hohes spezifisches Gewicht, was ihm ein großes Potenzial als Isoliermaterial verleiht.

Bei der Herstellung von Siliciumcarbid aus Rohmaterial wird geschmolzenes Silicium geschmolzen, das mit Kohlenstoff reagiert und Alpha-SiC bildet. Das dabei entstehende Gefüge ist ein SiC-Matrix-Cermet mit kleinen isolierten Inseln aus hartem Siliziummetall. Das Endprodukt weist einen der höchsten Schmelzpunkte unter den Halbleitermaterialien auf – etwa 11 GPa.

Die relative Dichte von SiC steigt mit zunehmendem C-Gehalt; 5 mol% C erhöhen die Verdichtung auf über 80,2 Gew.-%, was nahe am theoretischen Wert liegt. TEM-Bilder aller drei Körper zeigten kein nicht umgesetztes C oder Si an Korngrenzen oder Tripelpunkten, was unsere Schlussfolgerung stützt, dass es in den Körpern dispergiert war und sich in ihnen auflöst.

Die temperaturabhängigen Wärmeleitfähigkeiten für unbehandeltes, C- und Si-addiertes SiC zeigen, dass die Wärmeleitung über Phononen und nicht über Elektronen erfolgt, wie es das Wiedemann-Franz-Gesetz vorhersagt. Die hohen Wärmeleitfähigkeitswerte können auf die überlegene Kristallqualität und -reinheit sowie die relative Dichte der 3C-SiC-Proben zurückgeführt werden.

Korrosionsbeständigkeit
Siliziumkarbid (SiC) ist ein anorganisches Material, das aus polymorphen Formen von Kohlenstoff besteht. Mit seinen einzigartigen physikalischen Eigenschaften wird SiC seit dem späten 19. Jahrhundert als Schleifmittel verwendet und hat seitdem aufgrund seiner hervorragenden Leistung in Hochtemperaturumgebungen Anwendungen in einer Reihe von Bereichen gefunden.

Die Korrosionsbeständigkeit in komplexen Umgebungen ist ein Hauptkriterium bei der Entwicklung von keramischen Komponenten, insbesondere von Komponenten aus SiC. Die Korrosionsraten in diesen Umgebungen reichen von gering bis hoch und verringern die Lebensdauer erheblich, da die Oberflächenfehler zunehmen, die bei mechanischer Beanspruchung versagen könnten. Zwar wurden große Fortschritte beim Verständnis des Oxidationsverhaltens von Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid und anderen Keramiken in einfachen Umgebungen erzielt, doch beschreiben solche Modelle die Korrosionsraten und Ausfallraten von SiC nicht genau.

Die Korrosion von SiC in komplexen Umgebungen wird noch dadurch erschwert, dass es sich um ein feuerfestes Material mit geringen Anteilen von Graphit, einem elektrischen Leiter, handelt. Im Gegensatz zu anderen feuerfesten Materialien verringert Graphit jedoch die Korrosionsbeständigkeit von SiC in seiner Matrix.

In der Forschung zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von SiC wurde dessen Kombination mit Metallen mit niedrigerem Schmelzpunkt untersucht; häufig wird Kupfer gewählt, da dies die Temperaturwechselbeständigkeit und die Verschleißfestigkeit von SiC erhöht. Um dies weiter zu erforschen, wurde in dieser Studie ein Cu-SiC-Verbundwerkstoff mit 5 und 10 % SiC mit Hilfe der Pulvermetallurgie durch Kugelmahlen und gesinterte Pulver hergestellt; Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und Energiedispersionsanalyse von Röntgenstrahlen (EDAX) zeigten eine gleichmäßige Verteilung von SiC innerhalb von Cu, während Salzsprühnebeltests eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit gegenüber dem Vorgängermaterial bestätigten.

Washington Mills bietet CARBOREX(r) Siliziumkarbid-Körner und -Pulver an, die in Größe, chemischer Zusammensetzung und Form genau auf Ihre Anforderungen zugeschnitten sind. Sie eignen sich zum Läppen und Polieren, zum Sägen von Quarzsägeblättern sowie zur Beschichtung von gebundenen und beschichteten Schleifmitteln wie Sandpapier oder Strahlmitteln. Kontaktieren Sie uns jetzt, um mehr zu erfahren oder eine Bestellung unserer schwarzen SIC-Produktlinie aufzugeben!

Chemische Beständigkeit
Siliziumkarbid ist ein außergewöhnliches keramisches Nicht-Oxid-Material mit zahlreichen Anwendungen in der Industrie. Siliciumcarbid ist seit langem für seine extreme Härte bekannt und wird seit langem in Schleifscheiben und Schneidwerkzeugen als Schleifmittel eingesetzt. Aber auch seine anderen Eigenschaften wie Temperaturbeständigkeit, niedrige Ausdehnungsraten, chemische Inertheit, Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit machen es in vielen industriellen Bereichen von unschätzbarem Wert, von der Herstellung feuerfester Ofenauskleidungen bis hin zu verschleißfesten Teilen in modernen Triebwerken wie Raketendüsen oder Gasturbinenschaufeln.

Siliciumcarbid wird durch Erhitzen von Quarzsand und Kohlenstoff (in der Regel Petrolkoks) bei hohen Temperaturen in einem Widerstandsofen hergestellt, wobei je nach vorhandenen Verunreinigungen grüne oder schwarz gefärbte Kristalle entstehen. Nach dem Abkühlen und Verdichten können diese Körner dann als verdichtetes Pulver verwendet werden, das entweder mit metallischem Siliziumdioxid zu dichten gesinterten Siliziumkarbidprodukten kombiniert oder für größere Bauteile umkristallisiert werden kann.

Dichte und Oberflächenchemie von Siliciumcarbidpulver spielen eine wesentliche Rolle bei der Korrosionsbeständigkeit gegenüber oxidierenden Säuren wie Schwefel-, Salpeter- und Salzsäure. Dies ist darauf zurückzuführen, dass eine SiO2-Schicht als Sauerstoffbarriere fungiert, die eine direkte Reaktion zwischen einer angreifenden Substanz und der Substratoberfläche verhindert. Je nach chemischer Zusammensetzung der angreifenden Spezies und den Bedingungen der Reaktionsumgebung kann diese Oxidbarriere entweder vollständig erodieren oder intakt bleiben und sich aus Luftquellen wie der Atmosphäre erneuern.

Die Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen wird durch ihre Fähigkeit bestimmt, einen Angriff durch die Bildung einer Oxidschicht zu passivieren. Silizium und Kohlenstoff können dank der gemeinsamen Nutzung von Elektronenpaaren in sp3-Hybridorbitalen starke kovalente Bindungen bilden, die das Material widerstandsfähig machen. Feuerfeste und keramische Anwendungen profitieren von der Beschichtung von Siliziumkarbid mit schützenden Oxidschichten zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit.

Aufgrund seiner chemischen Inertheit und anderer Eigenschaften ist Siliciumcarbid ein geeigneter Ersatz für Metalle wie Nickel, Molybdän und Wolfram bei der Schleifbearbeitung, wo seine Haltbarkeit und Stabilität von entscheidender Bedeutung sind. Siliciumcarbid ist aufgrund seiner Langlebigkeit und Stabilität auch ein integraler Bestandteil moderner Steinschneidegeräte wie Ringsägen und Drehmaschinen. Darüber hinaus wird es aufgrund seiner außerordentlichen Stabilität in feuerfesten Anwendungen wie Kupferschmelzofenauskleidungen, Auskleidungen von Schmelzwannen, Schlacke-/Sandguss von Ofenmöbeln wie Möbeln, Rüttelsteinen, Muffeln, Zinkplatten und Tiegeln für Elektroöfen verwendet.

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