K čemu se používá karbid křemíku?

Karbid křemíku (SiC) je anorganická sloučenina složená z křemíku a uhlíku. Zatímco SiC se v přírodě vyskytuje jako velmi vzácný minerál moissanit, masová výroba byla zahájena v roce 1893 ve formě prášku jako brusiva.

Zrna SiC lze spojovat spékáním a vyrábět tak tvrdou keramiku, kterou lze použít v aplikacích vyžadujících odolnost, jako jsou brzdy automobilů nebo keramické desky neprůstřelných vest. Nacházejí se také v elektronických zařízeních, která pracují při vyšších teplotách a napětích.

Abrazivní

Abrazivní karbid křemíku je extrémně houževnatý materiál, který se hojně používá v mnoha průmyslových procesech. Tento výrobek podobný smirkovému papíru lze použít k suchému i mokrému broušení k odstraňování rzi z kovů a skel, jakož i k odstraňování otřepů a leštění.

Karbid křemíku (SiC) je organická chemická sloučenina složená z křemíku a uhlíku, která se přirozeně tvoří jako minerál moissanit; masová výroba však začala v roce 1893 pro použití jako brusivo. Při slinování dohromady vytváří extrémně tvrdou keramiku, která má mnohostranné využití v aplikacích, jako jsou podlahové krytiny nebo pancéřování.

Černý práškový karbid křemíku se díky své tvrdosti a dlouhodobé výkonnosti rychle stal jednou z hlavních možností výběru brusiva, které často nahrazuje brusivo z oxidu hlinitého v aplikacích vyžadujících vysokou úroveň odolnosti a účinnosti. Černý karbid křemíku nachází uplatnění také v metalurgických aplikacích, kde je důležitá jeho odolnost vůči tepelným šokům a tepelné roztažnosti, a při výrobě polovodičů a elektroniky, kde se využívají jeho vynikající elektrické vlastnosti.

Žáruvzdorné

Karbid křemíku je jedním z nejmodernějších žáruvzdorných materiálů. Tento materiál se vyznačuje výjimečnou chemickou stabilitou a tepelnou vodivostí s extrémně nízkým koeficientem roztažnosti, navíc má silné mechanické vlastnosti a odolnost proti otěru a je lehký.

Plasty vyztužené skleněnými vlákny (GFRP) lze použít v mnoha průmyslových aplikacích, od sklářství a obranných aplikací, jako je pancéřová ochrana tanků a obrněných vozidel, až po sanitární výrobky, pece, slévárny a tlumiče hluku.

Tepelně izolační keramika se díky svým tepelně izolačním vlastnostem a pevnosti používá ve spalovnách odpadu, rotačních pecích a vysokých pecích. Kromě toho našly odlitky vyrobené z tohoto materiálu uplatnění ve vyzdívkách hutních pecí, podpěrných a prověšovacích vyzdívkách, jakož i v odlitcích, které je podpírají, podpěrných a prověšovacích vyzdívkách používaných v hutích. Jeho hlavní uplatnění však spočívá ve výrobě žáruvzdorné keramiky pro tepelně izolační výztuže odolné proti opotřebení, jakož i výztuže z procesů lisování za sucha s reakčními vazbami při lisování za sucha nebo extruzních procesů, které poskytují výrobky s výjimečnými chemickými a mechanickými vlastnostmi, díky nimž je tento materiál ideální pro použití v extrémních podmínkách.

Elektrická vozidla

Karbid křemíku se prosadil v oblasti elektromobilů jako nezbytná součást DC-to-DC měničů a palubních nabíječek spolu s polovodiči na bázi nitridu galia a dalšími polovodiči, které pomáhají elektromobilům řešit problémy s nabíjením baterií spojené s tradičními křemíkovými měniči.

Brusiva z karbidu křemíku - keramický prášek z karbidu křemíku se široce používá k výrobě brusných výrobků, jako jsou brusné papíry a brusné kotouče, díky svému tvrdému a pružnému povrchu, který odolává velmi vysokému opotřebení.

Polovodič - SiC je typicky elektrický izolant; přidáním nečistot nebo dopantů, jako jsou například dopanty, se však může chovat jako polovodič typu P a používat se v mnoha různých aplikacích od výkonových tranzistorů po vysokoteplotní diody a senzory.

Karbid křemíku je díky své nízké tepelné roztažnosti a tuhosti vynikajícím materiálem pro zrcadla teleskopů. Zatímco přirozeně se vyskytující moissanit lze v malém množství nalézt v meteoritech a ložiscích kimberlitu, většina karbidu křemíku prodávaného po celém světě pochází ze syntetických výrobních zařízení - což umožňuje výrobu dekorativních předmětů, jako jsou syntetické moissanitové šperky.

Polovodiče

Karbid křemíku (SiC) je jedním z nejlehčích, nejtvrdších a nejpevnějších pokročilých keramických materiálů na současném trhu. Navíc je netoxický a odolný vůči kyselinám, louhům a korozi.

SiC vzniká kombinací křemičitého písku s materiály bohatými na uhlík, jako je ropný koks, v elektrické peci. Vzniká tak zelený nebo černý krystalovaný SiC s různými vlastnostmi v závislosti na čistotě surovin použitých k jeho výrobě.

SiC má výjimečně širokou pásmovou mezeru, takže je vhodný pro vysokonapěťové výkonové polovodičové součástky, jako jsou Schottkyho bariérové diody a tranzistory MOSFET, které pracují při vyšších teplotách, a zároveň nabízí nižší zapínací odpor ve srovnání s křemíkem (Si).

Moissanit, přírodní minerální forma SiC, se vyskytuje pouze v malém množství v meteoritech a korundových ložiscích; veškerý dnes prodávaný moissanit pro šperky je syntetický; většina SiC používaného v elektronice pochází ze syntézy SiC prášku různými metodami.