Tvrdosť karbidu kremíka

Karbid kremíka (karborundum) je tvrdý materiál - na Mohsovej stupnici tvrdosti minerálov je tesne pod diamantom - vyskytuje sa v čiernej alebo tmavozelenej kryštálovej forme.

Extrémne tvrdý brúsny materiál používaný na brúsenie neželezných kovov a keramiky. Vhodný aj na brúsenie, opracovanie hornín a pieskovanie.

Vlastnosti abrazíva

Karbid kremíka (SiC), neredukovateľne tvrdá kovalentná zlúčenina zložená z atómov uhlíka a kremíka, sa v rebríčku tvrdosti podľa Mohsovej stupnice radí na druhé miesto po diamante a kubickom nitride bóru.

Diamantové brúsne kotúče sú vďaka svojim abrazívnym vlastnostiam ideálne na brúsenie a leštenie neželezných kovov, keramiky a sklenených povrchov. Okrem toho sa diamantové leštiace kotúče bežne používajú aj v leteckom a automobilovom priemysle ako metóda brúsenia metalurgických komponentov.

Čierny SiC je drobivý, čo umožňuje jeho viacnásobnú recykláciu v kamenných bubnoch. Časom sa jeho zložky fragmentujú a mikrotrhajú, čím sa vytvárajú nové ostré hrany na zlepšenie brúsnych/leštiacich operácií.

SiC vyniká medzi tvrdými materiálmi svojou extrémnou tvrdosťou, jedinečnými vlastnosťami a schopnosťou brúsiť oceľ rýchlejšie a účinnejšie ako oxid hlinitý (Brown Fused Alumina) alebo iné prírodné brúsivá, ako napríklad B4C. Okrem toho sa SiC môže pochváliť lepšími tepelnými vlastnosťami ako B4C, čo z neho robí vynikajúcu voľbu na použitie pri vysokých teplotách.

Vlastnosti rezania

Karbid kremíka (SiC) je húževnatý, odolný keramický materiál, ktorý sa široko využíva v rôznych priemyselných odvetviach pre svoju tvrdosť a ďalšie žiaduce vlastnosti, ako je chemická inertnosť, vysoká tepelná vodivosť, nízky koeficient rozťažnosti, teplotná stabilita a odolnosť proti korózii a oderu.

SiC má vynikajúcu mechanickú pevnosť, vysokú pevnosť v ťahu a tlaku a pôsobivú hodnotu Youngovho modulu. Okrem toho je odolný voči kyselinám a lúhom a môže sa pochváliť vynikajúcimi vlastnosťami odolnosti voči tepelným šokom.

SiC sa okrem svojej primárnej úlohy ako abrazívneho materiálu v brúsnych papieroch a brúsnych kotúčoch široko používa na viaceré aplikácie vrátane výmuroviek priemyselných pecí, rezných nástrojov, súčiastok odolných proti opotrebovaniu pre čerpadlá a raketové motory, polovodičových substrátov pre svetelné diódy (LED), ako aj polovodičových substrátov pre svetelné diódy (LED). Zelený SiC sa zvyčajne vyznačuje vyššou úrovňou čistoty ako čierny SiC na presné brúsenie/leštenie, ako aj na polovodičové substráty; obe odrody ponúkajú jedinečné výhody v porovnaní s inými keramickými materiálmi, ako je oxid hlinitý/zirkón, pokiaľ ide o tvrdosť/tepelnú vodivosť/výkonnosť lomovej húževnatosti, ako aj v prípade polovodičových substrátov v porovnaní s keramickými materiálmi, ako je oxid hlinitý/zirkón, pokiaľ ide o tvrdosť/tepelnú vodivosť/výkonnosť lomovej húževnatosti v porovnaní s inými keramickými materiálmi, ako je oxid hlinitý/zirkón, pokiaľ ide o tvrdosť/tepelnú vodivosť/výkonnosť lomovej húževnatosti v porovnaní s inými keramikami, ako je Alumina/Zrconia, ktorým sa iné keramiky nemôžu vyrovnať, jej vynikajúce výkonnostné charakteristiky, ako je tvrdosť/tepelná vodivosť/ lomová húževnatosť/ lomová húževnatosť, oproti keramikám, ako je Alumina/Zirconia, pokiaľ ide o tvrdosť/tepelnú vodivosť/ lomovú húževnatosť/ lomovú húževnatosť/ lomovú húževnatosť výkonnostné charakteristiky/ lomovú húževnatosť/ lomovú húževnatosťness performance characteristics alum / zirconia / zirconia / fractoughness performance / fractture toughness / fraconia in terms of hardness / fractalusive in terms of hardness / thermal conductivity / fract toughness / fractture toughness / fractture toughness etc vs etc... ZIN(I/zirkón+ lomová húževnatosť atď.). vs==f =5=koniak=5. Si=4. ZIN=1

Tepelná vodivosť

Karbid kremíka (SiC) je jednou z najľahších, najtvrdších a najpevnejších moderných keramík na súčasnom trhu. Vyznačuje sa vynikajúcou tepelnou vodivosťou, ako aj vysokou odolnosťou voči kyselinám a zásadám, pričom odoláva teplotám až 1400 stupňov C bez toho, aby došlo k zníženiu pevnosti alebo výkonu.

Vďaka svojej neuveriteľnej tvrdosti sa materiál kevlar(r) vo veľkej miere používa na výrobu nepriestrelných viest. Okrem toho táto odolná tkanina ponúka výnimočné vlastnosti odolnosti proti oderu a erózii, vďaka čomu je vynikajúcou voľbou materiálu na výrobu dýz, cyklónov a súčastí postrekov.

Chemickú odolnosť SiC možno ďalej zvýšiť dopovaním, napríklad bórom a hliníkom; po dopovaní bórom sa stáva polovodičom typu p; po dopovaní hliníkom vzniká polovodič typu n.

Mechanické vlastnosti karbidu kremíka sa môžu výrazne zlepšiť, ak sa naň nanesie atomárne tenký epitaxný povlak grafénu. Berkovichove testy vtláčania do diamantu odhalili, že jeho pokrytie grafénom má za následok až 30% vyššiu tvrdosť - pri hĺbke vtlačenia až 175 nanometrov; predpokladá sa, že tento jav sa pripisuje tvorbe diaménu z tlaku, ktorý vyvíja indentor počas vtláčania.

Odolnosť voči tepelným šokom

Karbid kremíka vyniká ako výnimočne tvrdý a odolný materiál s veľmi nízkou tepelnou rozťažnosťou a vysokou tepelnou vodivosťou, vďaka čomu je vhodný na aplikácie s vysokými teplotnými výkyvmi.

SiC je známy tým, že odoláva vysokým teplotám a je odolný voči degradácii chemickými a jadrovými procesmi, pričom je elektrickým polovodičom s užitočnými elektrickými vlastnosťami.

Edward G. Acheson prvýkrát syntetizoval karborundum v rámci svojho pokusu o syntézu syntetických diamantov v roku 1891, pričom použil vlastný postup na vytvorenie tvrdých zelených kryštálov z reakcií práškového kremíka a uhlíka, ktoré vytvoril, a nazval svoj výtvor karborundum podľa jeho latinského názvu corundum - názov, ktorý sa dáva vzácnym drahým kameňom, ako je korund.

Reakčne viazaný karbid kremíka sa vyrába zmiešaním prášku SiC s plastifikátorom a jeho tvarovaním pred opätovnou reakciou s plynným alebo kvapalným kremíkom na výrobu ďalšieho SiC. Na druhej strane, priamo spekaný karbid kremíka sa môže pochváliť jemnejšími zrnami s nižšími výrobnými nákladmi a zároveň vynikajúcou mechanickou pevnosťou pri izbovej teplote 300 °C a viac.