Siliciumcarbid (SiC) ist eine harte chemische Verbindung aus Silicium und Kohlenstoff, die in der Natur in Form von Moissanit-Edelsteinen vorkommt und in gro\u00dfem Ma\u00dfstab zur Verwendung in Schleifmitteln, metallurgischen Anwendungen und feuerfesten Materialien hergestellt wird.<\/p>\n
SiC eignet sich ideal f\u00fcr Schamottesteine und andere feuerfeste Produkte, da es hochtemperatur- und thermoschockbest\u00e4ndig ist, halbleitend und aufgrund seiner atomaren Struktur hitzebest\u00e4ndig.<\/p>\n
Siliciumcarbid, besser bekannt als Karborund oder SiC, ist ein keramisches Material mit sowohl strukturellen als auch halbleitenden Eigenschaften. Aufgrund seiner Festigkeit, hohen Temperaturbest\u00e4ndigkeit und chemischen Inertheit selbst bei hohen Temperaturen ist SiC ein ausgezeichnetes Material f\u00fcr Schleifmittel, Metallurgie und Feuerfestanwendungen. Dar\u00fcber hinaus eignet es sich aufgrund seiner halbleiter\u00e4hnlichen Eigenschaften gut f\u00fcr Hochleistungsger\u00e4te, die bei Temperaturen arbeiten, denen herk\u00f6mmliche Halbleiter nicht standhalten.<\/p>\n
SiC kann mit verschiedenen Produktionsverfahren hergestellt werden, die jeweils unterschiedliche Vorteile f\u00fcr bestimmte Anwendungen bieten. So bietet das Acheson-Verfahren hochfeste, komplexe Formen, das reaktionsgebundene Siliciumcarbidverfahren (RBSC) eine hohe Reinheit und die chemische Gasphasenabscheidung die M\u00f6glichkeit, hochreine Beschichtungen zu erzeugen.<\/p>\n
Bei der kommerziellen Siliziumkarbidproduktion wird in der Regel ein Elektroofenverfahren mit aschearmen Petrolkoks als Kohlenstoffquelle eingesetzt, bevor das Material zerkleinert und gemahlen wird, bevor es sortiert und chemisch behandelt wird, um bestimmte Leistungsmerkmale zu erf\u00fcllen.<\/p>\n
Silizium und Kohlenstoff reagieren in Rohstoffen chemisch und bilden Polytypen oder Stapelanordnungen von Elementen, wobei kubisches Siliziumkarbid (a-SiC) mit seiner Mohsh\u00e4rte von 9 zu den bekannteren Polytypen geh\u00f6rt. Zwar k\u00f6nnen Mineralien dieser Art als Rohstoffquellen abgebaut werden, doch wird es meist durch Kombinationsverfahren hergestellt: Reaktionsbindung und Sintern.<\/p>\n
Bei dem reaktionsgebundenen Verfahren wird ein Gemisch aus gemahlenem Quarzsand und Kohlenstoff in Form von Petrolkoks mit niedrigem Aschegehalt kombiniert und um einen elektrischen Widerstandsofen herum durch Reaktionsbindung aufgebaut. Dann wird ein elektrischer Strom durch einen Leiter geleitet, wodurch eine chemische Reaktion ausgel\u00f6st wird und ein zylindrischer Block aus a-SiC und b-SiC entsteht; das nicht umgesetzte a-SiC verbleibt auf der Oberfl\u00e4che des Blocks. Anschlie\u00dfend wird fl\u00fcssiges Silizium hinzugef\u00fcgt, das die urspr\u00fcnglich getrennten Kristalle zu einer kontinuierlichen Struktur aus kubischen SiC-Kristallen verbindet, die f\u00fcr die meisten industriellen Anwendungen geeignet ist.<\/p>\n
Siliciumcarbid (SiC) ist eine anorganische chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Silicium, die in der Natur in Form des seltenen Minerals Moissanit vorkommt; seit 1893 wird es jedoch auch synthetisch in Pulverform hergestellt und als Schleifmittel verwendet. Siliciumcarbid ist das h\u00e4rteste synthetische Material, das auf der Mohs'schen H\u00e4rteskala zwischen Aluminiumoxid und Diamant eingestuft wird. Aufgrund seiner W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit, seiner geringen W\u00e4rmeausdehnung und seiner chemischen Inertheit eignet es sich hervorragend f\u00fcr industrielle Feuerfestanwendungen wie Ofensteine.<\/p>\n
Die Herstellung von SiC in metallurgischer Qualit\u00e4t erfolgt in der Regel nach dem Acheson-Verfahren, bei dem Rohstoffe wie Quarzsand mit Petrolkoks oder Anthrazitkohle in einem auf etwa 2600 Grad Celsius erhitzten Lichtbogenofen vermischt werden. Bei diesem Erhitzungsprozess wird Siliziumdioxid (SiO2) reduziert und in SiC und andere Verbindungen, die so genannten metallurgischen Silikate, umgewandelt, die sp\u00e4ter je nach Qualit\u00e4t wieder zu schwarzem oder gr\u00fcnem Siliziumkarbid vermahlen werden.<\/p>\n
Die Herstellung von Siliciumcarbid mit dieser Technik ist sehr ergiebig und liefert bis zu 11,3 Tonnen schwarzes Siliciumcarbid pro Ofenf\u00fcllung. SiC mit h\u00f6herem Reinheitsgrad kann jedoch mit teureren Methoden wie dem Lely-Verfahren gewonnen werden.<\/p>\n
Siliciumcarbid kommt in verschiedenen Polymorphen oder Formen vor, die jeweils unterschiedliche Merkmale und Eigenschaften aufweisen. So hat Alpha-Siliciumcarbid (a-SiC) eine hexagonale, wurtzit\u00e4hnliche Kristallstruktur, w\u00e4hrend beta-modifiziertes b-SiC eine diamant\u00e4hnliche Zinkblende-Kristallstruktur aufweist.<\/p>\n
Unabh\u00e4ngig von seiner Polymorphie weisen alle Formen von Siliciumcarbid eine \u00e4hnliche Schichtstruktur auf, bei der Silicium- und Kohlenstoffatome in einer tetraedrischen Konfiguration miteinander verbunden sind. SiC unterscheidet sich von Borkarbid dadurch, dass auf jedes Siliziumatom in seiner Struktur drei Kohlenstoffatome kommen - im Gegensatz zu seiner diamantartigen Struktur, die dem Borkarbid seine \u00fcberlegenen mechanischen Eigenschaften und seine gr\u00f6\u00dfere Marktf\u00e4higkeit verleiht.<\/p>\n
Siliziumkarbid ist ein extrem hartes, kristallines Material mit zahlreichen industriellen Anwendungen. Vor allem wird es aufgrund seiner hohen Festigkeit und H\u00e4rte h\u00e4ufig als Schleifmittel in Schleifscheiben, Schneidwerkzeugen und Schleifpapier eingesetzt. Weitere Verwendungszwecke sind elektrische Isolatoren, feuerfeste Materialien und Keramik - aufgrund seiner geringen W\u00e4rmeausdehnung ist es das perfekte Material f\u00fcr den Einsatz in Umgebungen mit hohen Temperaturen.<\/p>\n
Bei der Herstellung von Siliciumcarbid werden zun\u00e4chst Rohkiesels\u00e4ure und Kohlenstoff in einem Elektroofen erhitzt, bis sich ihre Verbindungen zu Siliciumdioxid und Kohlenmonoxidgas verbinden. Anschlie\u00dfend wird das Siliciumcarbid mehrere Tage lang bei Temperaturen zwischen 1.400 und 2.700 Grad Celsius in einer inerten Atmosph\u00e4re getrocknet, wodurch Verunreinigungen wirksam entfernt werden und ein nahezu reiner Siliciumcarbidblock zur\u00fcckbleibt.<\/p>\n
Fachkr\u00e4fte sortieren und klassifizieren diese Barren dann in verschiedene Gr\u00f6\u00dfen, Formen und chemische Zusammensetzungen, die f\u00fcr unterschiedliche Anwendungen geeignet sind. Nach der Sortierung und Klassifizierung durch Fachkr\u00e4fte kann er dann f\u00fcr die Verwendung in der Schleifmittel-, Metallurgie- und Feuerfestindustrie weiterverarbeitet werden, aber auch als Dotierstoff f\u00fcr Produkte der Halbleiterproduktion, wenn ihm Dotierstoffe zugesetzt werden.<\/p>\n
Durch die Zugabe von Dotierstoffen zu einem Barren k\u00f6nnen mehrere Polytypen mit unterschiedlichen physikalischen und elektrischen Eigenschaften entstehen. Bor und Aluminium machen Silizium zu einem p-Typ-Halbleiter, w\u00e4hrend Stickstoff und Phosphor einen n-Typ-Halbleiter erzeugen.<\/p>\n
Die Herstellung von reinem Siliciumcarbid ist ein komplizierter und sorgf\u00e4ltiger Prozess, bei dem jeder Schritt genau beachtet werden muss. Feuerfeste Materialien, die mit Siliziumkarbid f\u00fcr den Einsatz in der Schleifmittel-, Metallurgie- und Feuerfestindustrie hergestellt werden, haben oft einzigartige Spezifikationen wie Korngr\u00f6\u00dfen, Bindemitteltypen, Reinheitsgrad, Dichte und Porosit\u00e4tsanforderungen. Unser Team von Washington Mills arbeitet gerne mit den Kunden zusammen, um ihre individuellen Anforderungen zu verstehen und alle M\u00f6glichkeiten mit CARBOREX-Produkten zu erkunden.<\/p>\n
Siliciumcarbid l\u00e4sst sich nur schwer bearbeiten und schleifen, so dass zum Schneiden oder Schleifen Diamant- oder Ultraschallwerkzeuge erforderlich sind. Dar\u00fcber hinaus erfordert seine empfindliche Oberfl\u00e4che eine sorgf\u00e4ltige Behandlung, um ein Abplatzen oder Absplittern zu vermeiden, da es aufgrund seiner Widerstandsf\u00e4higkeit sehr hohen Temperaturen in \u00d6fen oder Brennkammern gut standhalten kann.<\/p>\n
Acheson-Verfahren. Bei diesem Verfahren wird Quarzsand mit kohlenstoffhaltigem Kokspulver gemischt, um einen gr\u00fcnen oder schwarzen Feststoff zu erhalten, der dann zu einem feinen Pulver gemahlen und mit anderen Zutaten zu einem Weichmacher gemischt wird, der es erm\u00f6glicht, dass sich Siliziumdioxid und Kohlenstoffatome miteinander verbinden, und der dann in Formen geformt wird, bevor er mit fl\u00fcssigem Silizium infiltriert wird, um ein reaktionsgebundenes oder gesintertes Material zu erhalten.<\/p>\n
Gesintertes Siliciumcarbid ist reiner als reaktionsgebundenes Siliciumcarbid, l\u00e4sst sich leichter bearbeiten und formen und weist eine hervorragende Korrosions-, Verschlei\u00df- und Temperaturwechselbest\u00e4ndigkeit auf - es kann Temperaturen von 1600 Grad Celsius standhalten, ohne zu oxidieren oder chemisch angegriffen zu werden. Aufgrund dieser Eigenschaften wird es in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen eingesetzt.<\/p>\n
Die Sintertechnologie wird in gro\u00dfem Umfang in fortgeschrittenen elektronischen Anwendungen eingesetzt. Dabei werden gro\u00dfe Einkristallkugeln im Sinterverfahren hergestellt und anschlie\u00dfend in Wafer f\u00fcr den Einsatz in Halbleiterger\u00e4ten geschnitten. Manchmal werden reine Materialien mit Bor oder Aluminium gemischt, um die H\u00e4rte und H\u00e4rtbarkeit zu erh\u00f6hen.<\/p>\n
Durch Sintern k\u00f6nnen hochfeste, rissbest\u00e4ndige Keramiken hergestellt werden. Diese Art von Keramik ist nicht nur hochtemperaturbest\u00e4ndig, sondern auch hochgradig feuerfest gegen\u00fcber Chemikalien wie Schwefel- und Flusss\u00e4ure; daher der Name gesintertes a-SiC. Die H\u00e4rte, Steifigkeit, W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit und H\u00e4rte von Siliziumkarbid machen es auch zu einem begehrten Material f\u00fcr astronomische Teleskopspiegel; im Gegensatz zu vielen anderen Spiegelmaterialien bleibt es bei Temperaturschwankungen stabil, ohne sich unter seinem eigenen Gewicht zu verformen, so dass es Glas in verschiedenen Teleskopmodellen ersetzen kann, von kleinen Handger\u00e4ten bis hin zu riesigen Weltraumobservatorien.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide (SiC) is a hard chemical compound comprised of silicon and carbon, found naturally as moissanite gemstone and produced mass-scale for use in abrasives, metallurgical applications and refractories. SiC is ideal for fire bricks and other refractory products due to its resistance to high temperature and thermal shock, its semi-conductive nature, and atomic structure […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[64],"tags":[],"class_list":["post-477","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/477","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=477"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/477\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":478,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/477\/revisions\/478"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=477"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=477"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=477"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}