Siliziumkarbid Härte

Siliciumcarbid (Karborund) ist ein hartes Material - knapp unterhalb von Diamant auf der Mohsschen Härteskala für Mineralien -, das in schwarzer oder dunkelgrüner Kristallform vorkommt.

Ein extrem hartes Schleifmittel für das Schleifen von Nichteisenmetallen und Keramik. Auch zum Schleifen, Steinschleifen und Sandstrahlen geeignet.

Abrasive Eigenschaften

Siliciumcarbid (SiC), eine irreduzibel harte kovalente Verbindung aus Kohlenstoff- und Siliciumatomen, rangiert auf der Mohs'schen Härteskala an zweiter Stelle nach Diamant und kubischem Bornitrid.

Aufgrund ihrer abrasiven Eigenschaften sind Diamantschleifscheiben ideal zum Schleifen und Polieren von Nichteisenmetallen, Keramik und Glasoberflächen. Darüber hinaus werden Diamantschleifscheiben auch häufig in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie zum Schleifen von metallurgischen Komponenten eingesetzt.

Schwarzes SiC ist brüchig und kann daher mehrfach in Gesteinsmühlen recycelt werden. Mit der Zeit zersplittern seine Bestandteile und bilden Mikrofrakturen, wodurch neue scharfe Kanten für verbesserte Schleif-/Poliervorgänge entstehen.

SiC zeichnet sich unter den harten Materialien durch seine extreme Härte, seine einzigartigen Eigenschaften und seine Fähigkeit aus, Stahl schneller und effizienter zu schleifen als Aluminiumoxid (Brown Fused Alumina) oder andere natürliche Schleifmittel wie B4C. Darüber hinaus verfügt SiC über bessere thermische Eigenschaften als B4C, was es zu einer hervorragenden Wahl für den Einsatz in Hochtemperaturanwendungen macht.

Schneideigenschaften

Siliziumkarbid (SiC) ist ein zähes, langlebiges keramisches Material, das aufgrund seiner Härte und anderer wünschenswerter Eigenschaften wie chemische Inertheit, hohe Wärmeleitfähigkeit, niedriger Ausdehnungskoeffizient, Temperaturstabilität sowie Korrosions- und Abriebfestigkeit in vielen Industriezweigen eingesetzt wird.

SiC ist dafür bekannt, dass es eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit, eine hohe Zug- und Druckfestigkeit und einen beeindruckenden Elastizitätsmodul aufweist. Darüber hinaus ist es säure- und laugenbeständig und weist eine ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit auf.

SiC wird über seine primäre Rolle als Schleifmaterial für Sandpapier und Schleifscheiben hinaus für zahlreiche Anwendungen eingesetzt, darunter Industrieofenauskleidungen, Schneidwerkzeuge, verschleißfeste Teile für Pumpen und Raketentriebwerke sowie Halbleitersubstrate für Leuchtdioden (LEDs). Grünes SiC weist in der Regel einen höheren Reinheitsgrad auf als schwarzes SiC für Präzisionsschleif-/Polieranwendungen sowie für Halbleitersubstratanwendungen; beide Sorten bieten einzigartige Vorteile im Vergleich zu anderen Keramiken wie Aluminiumoxid/Zirkoniumdioxid in Bezug auf Härte/Wärmeleitfähigkeit/Bruchzähigkeit sowie Halbleitersubstratanwendungen im Vergleich zu anderen Keramiken wie Aluminiumoxid/Zirkoniumdioxid in Bezug auf Härte/Wärmeleitfähigkeit/Bruchzähigkeit als andere Keramiken wie Aluminiumoxid/Zirkoniumoxid, dem andere Keramiken in Bezug auf Härte/Wärmeleitfähigkeit/Bruchzähigkeit/Bruchfestigkeit nicht das Wasser reichen können, gegenüber Keramiken wie Aluminiumoxid/Zirkoniumoxid in Bezug auf Härte/Wärmeleitfähigkeit/Bruchzähigkeit/Bruchzähigkeit/Bruchzähigkeit/BruchfestigkeitAlaun/Zirkoniumdioxid/Zirkoniumdioxid/Bruchfestigkeit/Bruchzähigkeit/Frondioxid in Bezug auf Härte/Bruchzähigkeit in Bezug auf Härte/Wärmeleitfähigkeit/Bruchzähigkeit/Bruchzähigkeit/Bruchzähigkeit usw. usw.. ZIN(I/Zirkoniumdioxid+Bruchfestigkeit usw.). vs==f =5=Konoxid=5. Si=4. ZIN=1

Wärmeleitfähigkeit

Siliziumkarbid (SiC) ist eine der leichtesten, härtesten und stärksten Hochleistungskeramiken, die heute auf dem Markt sind. Es zeichnet sich durch eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit aus und ist äußerst säure- und laugenbeständig. Es hält Temperaturen von bis zu 1400 Grad Celsius stand, ohne an Festigkeit oder Leistung einzubüßen.

Aufgrund seiner unglaublichen Härte wird Kevlar(r)-Material häufig für die Herstellung von kugelsicheren Westen verwendet. Darüber hinaus bietet dieses langlebige Gewebe eine außergewöhnliche Abrieb- und Erosionsbeständigkeit, was es zu einem hervorragenden Material für die Herstellung von Düsen, Zyklonen und Sprühkomponenten macht.

Die chemische Beständigkeit von SiC kann durch Dotierungen wie Bor und Aluminium noch weiter verstärkt werden; durch die Dotierung mit Bor wird es zu einem p-Typ-Halbleiter, durch die Dotierung mit Aluminium zu einem n-Typ-Halbleiter.

Die mechanischen Eigenschaften von Siliziumkarbid können durch eine atomar dünne epitaktische Graphenbeschichtung drastisch verbessert werden. Berkovich-Diamant-Eindringtests haben ergeben, dass die Beschichtung mit Graphen zu einer bis zu 30% höheren Härte führt - bei Eindringtiefen von bis zu 175 Nanometern; man nimmt an, dass dieses Phänomen auf die Bildung von Diamen durch den Druck zurückzuführen ist, den ein Eindringkörper während des Eindringens ausübt.

Widerstandsfähigkeit gegen thermische Schocks

Siliziumkarbid zeichnet sich als besonders harter und beständiger Werkstoff mit sehr geringer Wärmeausdehnung und hoher Wärmeleitfähigkeit aus, wodurch es sich für Anwendungen mit hohen Temperaturschwankungen eignet.

SiC ist bekannt dafür, dass es hohen Temperaturen standhält und gegen den Abbau durch chemische und nukleare Prozesse resistent ist, während es als elektrischer Halbleiter nützliche elektrische Eigenschaften bietet.

Edward G. Acheson synthetisierte Karborund erstmals 1891 im Rahmen seines Versuchs, synthetische Diamanten herzustellen, indem er sein eigenes Verfahren zur Erzeugung harter grüner Kristalle aus pulverisiertem Silizium und Kohlenstoffreaktionen anwandte und seine Schöpfung nach dem lateinischen Namen Korund - dem Namen für seltene Edelsteine wie Korund - Karborund nannte.

Reaktionsgebundenes Siliciumcarbid wird hergestellt, indem SiC-Pulver mit einem Weichmacher gemischt und in Form gebracht wird, bevor es erneut mit gasförmigem oder flüssigem Silicium zur Reaktion gebracht wird, um zusätzliches SiC zu erzeugen. Direkt gesintertes Siliciumcarbid hingegen zeichnet sich durch feinere Körner und niedrigere Produktionskosten aus, während es bei Raumtemperatur eine überragende mechanische Festigkeit von 300 Grad Celsius und mehr aufweist.