Για τι χρησιμοποιείται το καρβίδιο του πυριτίου;

Το καρβίδιο του πυριτίου (SiC) είναι μια ανόργανη ένωση που αποτελείται από πυρίτιο και άνθρακα. Ενώ το SiC εμφανίζεται στη φύση ως το εξαιρετικά σπάνιο ορυκτό μοισσανίτης, η μαζική παραγωγή του ξεκίνησε το 1893 σε μορφή σκόνης ως λειαντικό.

Οι κόκκοι SiC μπορούν να συνδυαστούν μέσω πυροσυσσωμάτωσης για την παραγωγή σκληρών κεραμικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές που απαιτούν αντοχή, όπως τα φρένα αυτοκινήτων ή οι κεραμικές πλάκες αλεξίσφαιρων γιλέκων. Βρίσκονται επίσης σε ηλεκτρονικές συσκευές που λειτουργούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες και τάσεις.

Λειαντικά

Το λειαντικό καρβίδιο του πυριτίου είναι ένα εξαιρετικά ανθεκτικό υλικό που χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλές βιομηχανικές διεργασίες. Αυτό το προϊόν που μοιάζει με γυαλόχαρτο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ξηρή και υγρή λείανση για την αφαίρεση σκουριάς από μέταλλα και γυαλιά, καθώς και για εφαρμογές απογύμνωσης και στίλβωσης.

Το καρβίδιο του πυριτίου (SiC) είναι μια οργανική χημική ένωση αποτελούμενη από πυρίτιο και άνθρακα που σχηματίζεται φυσικά ως ορυκτό μοισσανίτης- ωστόσο, η μαζική παραγωγή ξεκίνησε το 1893 για χρήση ως λειαντικό. Όταν συγχωνεύεται μέσω πυροσυσσωμάτωσης σχηματίζει εξαιρετικά σκληρά κεραμικά που έχουν πολλές χρήσεις σε εφαρμογές όπως δάπεδα ή επιμεταλλώσεις θωρακίσεων.

Η μαύρη σκόνη καρβιδίου του πυριτίου έχει γίνει γρήγορα μια από τις κορυφαίες επιλογές για λειαντικά λόγω της σκληρότητας και της μακροπρόθεσμης απόδοσής της, αντικαθιστώντας συχνά τα λειαντικά οξειδίου του αλουμινίου σε εφαρμογές που απαιτούν υψηλά επίπεδα αντοχής και απόδοσης. Το μαύρο καρβίδιο πυριτίου βρίσκει επίσης εφαρμογή σε μεταλλουργικές εφαρμογές όπου η αντοχή του σε θερμικό σοκ και θερμική διαστολή είναι απαραίτητη, καθώς και στη δημιουργία ημιαγωγών και ηλεκτρονικών, όπου αξιοποιούνται οι ανώτερες ηλεκτρικές του ιδιότητες.

Πυρίμαχο

Το καρβίδιο του πυριτίου είναι ένα από τα πιο προηγμένα πυρίμαχα υλικά. Αυτό το υλικό διαθέτει εξαιρετική χημική σταθερότητα και θερμική αγωγιμότητα με εξαιρετικά χαμηλό συντελεστή διαστολής, επιπλέον ισχυρές ιδιότητες μηχανικής αντοχής και αντοχής στην τριβή και είναι ελαφρύ.

Το πλαστικό ενισχυμένο με ίνες γυαλιού (GFRP) μπορεί να βρεθεί σε πολλές βιομηχανικές εφαρμογές, από την υαλουργία και τις αμυντικές εφαρμογές, όπως η προστασία θωράκισης για άρματα μάχης και θωρακισμένα οχήματα, μέχρι τα είδη υγιεινής, τους κλιβάνους κλιβάνων, τα χυτήρια και τα σιφώνια.

Τα θερμομονωτικά κεραμικά χρησιμοποιούνται σε αποτεφρωτήρες αποβλήτων, περιστροφικούς κλιβάνους και υψικαμίνους λόγω των θερμομονωτικών τους ιδιοτήτων και της αντοχής τους. Επιπλέον, τα χυτά που κατασκευάζονται με αυτό το υλικό έχουν βρει χρήση σε επενδύσεις κλιβάνων τήξης, στηρίγματα και υποστυλώματα υποστυλώματα καθώς και σε χυτά που τα στηρίζουν επενδύσεις που τα στηρίζουν και υποστυλώματα που χρησιμοποιούνται από τα χυτήρια. Η κύρια εφαρμογή του όμως έγκειται στην παραγωγή πυρίμαχων κεραμικών για θερμική μόνωση ενίσχυση αντοχή στη φθορά καθώς και ενίσχυση από διεργασίες ξηρής πρέσας με δεσμούς αντίδρασης ξηρής πρέσας ή διεργασίες εξώθησης που αποδίδουν προϊόντα με εξαιρετικά χημικά και μηχανικά χαρακτηριστικά απόδοσης καθιστώντας το υλικό αυτό ιδανικό για χρήση σε ακραίες συνθήκες.

Ηλεκτρικά οχήματα

Το καρβίδιο του πυριτίου έχει κάνει θραύση στον τομέα των ηλεκτρικών οχημάτων ως βασικό μέρος των μετατροπέων DC-to-DC και των φορτιστών επί του οχήματος, μαζί με τους ημιαγωγούς νιτριδίου του γαλλίου και άλλους ημιαγωγούς, για να βοηθήσει τα ηλεκτρικά οχήματα να αντιμετωπίσουν τα προβλήματα φόρτισης της μπαταρίας που σχετίζονται με τους παραδοσιακούς μετατροπείς πυριτίου.

Λειαντικά καρβιδίου πυριτίου - Η κεραμική σκόνη καρβιδίου πυριτίου χρησιμοποιείται ευρέως για την κατασκευή λειαντικών προϊόντων όπως γυαλόχαρτο και τροχοί λείανσης λόγω της σκληρής, ελαστικής επιφάνειάς της που αντέχει σε πολύ υψηλά ποσοστά φθοράς.

Ημιαγωγός - Το SiC είναι τυπικά ένας ηλεκτρικός μονωτής- ωστόσο, με την προσθήκη προσμίξεων ή προσμίξεων όπως οι προσμίξεις μπορεί να λειτουργήσει ως ημιαγωγός τύπου P και να χρησιμοποιηθεί σε πολλές διαφορετικές εφαρμογές, από τρανζίστορ ισχύος έως διόδους υψηλής θερμοκρασίας και αισθητήρες.

Λόγω της χαμηλής θερμικής διαστολής και της ακαμψίας του, το καρβίδιο του πυριτίου αποτελεί εξαιρετικό υλικό για κάτοπτρα τηλεσκοπίων. Ενώ ο μοισσανίτης μπορεί να βρεθεί σε μικρές ποσότητες σε μετεωρίτες και κοιτάσματα κιμπερλίτη, το μεγαλύτερο μέρος του καρβιδίου του πυριτίου που πωλείται παγκοσμίως προέρχεται από εγκαταστάσεις συνθετικής παραγωγής - γεγονός που καθιστά δυνατά διακοσμητικά αντικείμενα όπως κοσμήματα από συνθετικό μοισσανίτη.

Ημιαγωγός

Το καρβίδιο του πυριτίου (SiC) είναι ένα από τα ελαφρύτερα, σκληρότερα και ισχυρότερα προηγμένα κεραμικά υλικά που κυκλοφορούν σήμερα στην αγορά. Επιπλέον, είναι μη τοξικό και ανθεκτικό στα οξέα, τις άλγες και τη διάβρωση.

Το SiC δημιουργείται μέσω του συνδυασμού πυριτικής άμμου με υλικά πλούσια σε άνθρακα, όπως το κωκ πετρελαίου, σε ηλεκτρικό κλίβανο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό πράσινου ή μαύρου κρυσταλλωμένου SiC με διαφορετικές ιδιότητες ανάλογα με την καθαρότητα των πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή του.

Το SiC έχει εξαιρετικά ευρύ χάσμα ζώνης, καθιστώντας το κατάλληλο για διατάξεις ημιαγωγών ισχύος υψηλής τάσης, όπως οι δίοδοι φραγμού Schottky και τα MOSFET που λειτουργούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες, ενώ παράλληλα προσφέρει μειωμένη αντίσταση ενεργοποίησης σε σύγκριση με το πυρίτιο (Si).

Ο μοισσανίτης, η φυσική ορυκτή μορφή του SiC, μπορεί να βρεθεί μόνο σε μικρές ποσότητες σε μετεωρίτες και κοιτάσματα κορούνδιου- όλος ο μοισσανίτης που πωλείται σήμερα για κοσμήματα είναι συνθετικός- το μεγαλύτερο μέρος του SiC που χρησιμοποιείται σε ηλεκτρονικές εφαρμογές προέρχεται από τη σύνθεση σκόνης SiC με διάφορες μεθόδους.