Silisyum Karbür Tozu

Silisyum karbür tozu, sertliği nedeniyle taşlama, honlama, su jeti ile kesme ve kumlama gibi aşındırıcı işleme süreçlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca kurşun geçirmez yeleklerde mermi darbelerini absorbe etmek için silisyum karbür kullanılır.

Karborundum kum, modern lapidary uygulamalarında yaygın olarak kullanılan bir aşındırıcıdır. Ayrıca, karborundum kolagraf baskı tekniğinin bir parçası olarak da bulunabilir.

Sertlik

Silisyum karbür tozu, sentetik olarak üretilen, sert, kristalin bir silikon ve karbon bileşiğidir ve Mohs ölçeğinde 9,5 sertlik derecesine sahiptir ve en sert yaygın aşındırıcı malzemelerden biri olarak elmas ve korindon arasında yer alır. Taşlama, kumlama, lepleme ve yüksek sıcaklıklarda kimyasal direnç için kullanılan silisyum karbür, aşındırıcı bir malzeme olarak çok sayıda uygulamaya sahiptir.

Edward Acheson ilk olarak 1891 yılında kil (alüminyum silikat) ve toz kok karışımını elektrikle ısıttığında yapay olarak moisanit sentezlemiştir. Acheson karışımını elektrikle ısıtırken küçük siyah kristaller gözlemlemiştir; Acheson bileşiğinin korindona (sertlik bakımından elmasa benzeyen değerli bir taş) benzediğine inanırken, Nobel ödüllü kimyager Henri Moissan daha sonra Kaliforniya'daki Diablo Kanyonu'nda şeffaf mineral moisanit kristalleri olarak doğal formunu gözlemlemiştir.

SiC, aşırı yüksek sıcaklıklara ısıtıldığında mükemmel stabilite ve düşük termal genleşmeye sahip mükemmel bir refrakter seramiktir ve bu aşırı sıcaklıklarda kimyasal saflık ve oksidasyona karşı direnç sunar. Sonuç olarak SiC, yarı iletken fırınlarda, endüstriyel fırınlarda, roket motorlarında ve ışık yayan diyot substratlarında gofret tepsisi desteği ve kürek olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Panadyne'in yeşil silisyum karbürü, JIS, ISO ve FEPA standartlarını aşarak 99%'nin üzerinde saflığa ulaşmıştır!

Termal İletkenlik

Silisyum Karbür (SiC), 9 Mohs sertlik derecesi ile mevcut en sert malzemelerden biridir. Ayrıca bu kadar sert olmasına rağmen mükemmel termal iletkenlik sergiler ve kendisine veya yakındaki yapılara zarar vermeden yüksek sıcaklıklarda çalışabilir.

SiC iki ana yöntemle oluşturulur - reaksiyon bağlama veya sinterleme. Her iki süreç de nihai SiC ürünlerinin mikro yapısını önemli ölçüde etkiler; reaksiyonla bağlanmış SiC, karbon-silikon karışımının kompaktlarına, ilk partikülleri birbirine bağlayan sıvı silikon sızdırılarak yapılabilirken, sinterleme, toz SiC'nin inert bir ortamda en az bir saat boyunca 2000oC'yi aşan sıcaklıklarda pişirilmesini içerir.

Her iki yöntem de katmanlı kristal yapılara sahip SiC külçeleri üretir ve bunlar daha sonra aşındırıcılar, refrakterler ve metalürji gibi uygulamalarda çeşitli kullanımlar için uygun olan yeşil veya siyah SiC haline gelmek üzere kesilir ve ayrılır.

Raman spektroskopisi altında, SiC mikro tozları tipik olarak hem enine optik (TO) hem de boyuna optik (LO) fononlara karşılık gelen güçlü pikler sergiler; bu da sentezlenen malzemelerinin 3C poli tipine ait olduğunu gösterir.

Silisyum karbürün doğal mineral formu olan Moissanite son derece nadirdir ve yalnızca meteoritler, korindon yatakları ve kimberlitlerde sınırlı miktarda bulunur. Günümüzde ticari olarak satılan çoğu SiC (Moissanite mücevherler dahil) sentetiktir. Yapay silisyum karbür üretimi 1891 civarında başlamış ve kısa bir süre sonra bu malzeme kullanılarak endüstriyel aşındırıcılar üretilmiştir; ilk radyo dedektörlerinde ve ışık yayan diyotlarda (LED'ler) da kullanılmıştır.

Korozyona Dayanıklı

Silisyum karbür kimyasal olarak inerttir ve çoğu asit (hidroklorik, sülfürik ve hidroflorik) ve baz (konsantre sodyum hidroksitler) tarafından korozyona karşı dirençlidir. Ayrıca sertliği, kuvarsdan yapılmış yarı iletkenle ilgili yonga plakası işleme aparatlarını desteklemek için idealdir; ancak bu malzeme yüksek sıcaklıklarda deforme olur ve çok uzun süre maruz kalırsa hidroflorik asit gibi kimyasallarla temizlendiğinde aşınır. Silisyum karbürün kimyasal inertliği de onu direnci nedeniyle mükemmel bir destek malzemesi haline getirir.

Silisyum karbür doğal olarak mozanit olarak bilinen şeffaf mineral olarak bulunur. İlk kez 1893 yılında Nobel Ödüllü kimyager Henri Moissan tarafından Canyon Diablo bölgesindeki bir Arizona meteorunda kristal olmayan bir malzeme olarak tanımlanan silisyum karbür, bu keşifle doğada ilk kez görülmüştür.

RSiC, Si'nin C'ye oranı 4:1 ve yoğunluğu 3,21 g cm-3 olan silikon ve karbondan oluşan seramik bir bileşiktir. Suda çözünmemesine rağmen, bu malzeme alkalilerde (NaOH veya KOH) ve demir içeren çözeltilerde (NaF) çözülebilir.

RSiC genellikle taşlama, honlama ve su jeti ile kesme gibi çeşitli aşındırıcı işleme süreçlerinde sertliği için kullanılır. Ayrıca, destek ve raf malzemesi özellikleri, cam, seramik veya metal eritme için yüksek sıcaklık fırınlarında kullanışlı olmasını sağlar; ayrıca kurşun geçirmez yeleklerin, otomobil frenlerinin ve debriyajlarının, ışık yayan diyotlar gibi yüksek performanslı seramiklerin temel bir bileşeni olarak hizmet eder.

Aşınmaya Dayanıklı

Silisyum karbür bilinen en sert malzemelerden biridir, elmas ve bor karbür ile karşılaştırılabilir. Ayrıca, aşınmaya ve ısı stresine karşı direnci, talaşlı imalat veya kumlama aşındırıcıları gibi yüksek sıcaklık uygulamaları için 1400degC'yi aşar. Ayrıca, silisyum karbür bu işler için kullanılan asidik kimyasallardan kaynaklanan korozyona karşı dirençlidir - yüksek sıcaklıkta kullanım için mükemmeldir!

Dayanıklılık, sürtünme testleri ile belirlenebilen bir özellik olan aşınma direnci kullanılarak ölçülebilir. Test sonuçları, tüm toprak türlerinde aşınma direnci söz konusu olduğunda silisyum karbürün toprak işlemeye yönelik özel çelikleri gölgede bıraktığını ortaya koymaktadır; özellikle niyobyum içeriği artırılmış F-61 dolgu kaynağı, benzer koşullarda XAR 600 çeliğinden neredeyse iki kat daha düşük aşınma yoğunluğu seviyelerine sahiptir.

SiC seramik, olağanüstü ısı iletkenliği ve düşük genleşme katsayısı ile olağanüstü mekanik özellikler yaratan olağanüstü bir mikro yapıya sahiptir, bu da onu yüksek sıcaklık uygulamaları ve korozyon direnci gibi agresif ortamlar için uygun hale getirir. Ayrıca, ağır darbelere dayanma kabiliyeti, onu mükemmel taşıma kabiliyetleri ile son derece dayanıklı kılar - bu nitelikler, bu seramiği işleme ve kumlama gibi endüstriyel kullanımlar için cazip bir seçenek haline getirir, çünkü kaba kumdan ince kum boyutlarına kadar bir dizi kum boyutunda gelir.