Silikon karbür tozu

Silikon karbür, elmasla benzer mukavemet özelliklerine sahip, son derece sert, oksit olmayan bir seramik malzemedir. Ayrıca SiC, diğer malzemelere kıyasla düşük bir termal genleşme katsayısına ve olağanüstü korozyon direnci ile elektriksel özelliklere sahiptir.

Sertlik
Silikon karbür (kısaltması SiC), silikon ve karbondan oluşan, son derece sert, sentetik olarak üretilmiş kristal bir bileşiktir. Bu bileşik ilk kez 1891 yılında Amerikalı mucit Edward G. Acheson tarafından tesadüfen sentezlendi; o sırada Acheson, elektrik ışık kaynağı olarak sıradan bir kömür ark lambası kullanarak demir bir kasede toz haline getirilmiş petrol koku içeren bir kil karışımını karıştırıyordu; Acheson o zamanlar, karborundum olarak bilinen parlak yeşil kristalleri keşfetti; bu kristaller daha sonra silisyum karbür veya silisyum karbidi (karborundum) olarak anılmaya başlandı.

Borkarbid, 1929 yılına kadar 9 Mohs sertliği ile elmasın sertliğine yaklaşan en sert seramik malzemeydi. Sertliği ve dayanıklılığı sayesinde taşlama diskleri ve kesici aletler için ideal bir aşındırıcıydı; ayrıca yüksek sıcaklıklardaki dayanıklılığı, onu ateş geçirmez malzemeler, yapısal seramikler ve elektriksel uygulamalar için ideal bir malzeme haline getiriyordu. Yüksek sıcaklıklardaki elektriksel özellikleri de bor karbürü çok yararlı bir malzeme haline getiriyordu!

Aşırı termal ve mekanik koşullara dayanabilen oksit içermeyen seramik ürünlerimiz, taşlama malzemeleri, endüstriyel fırınlar için aşınmaya dayanıklı parçalar ve roket motorları (gaz filtre nozulları ve yanma odası kaplamaları dahil) gibi çok çeşitli uygulamalarda, seramik ve ateşe dayanıklı malzemeler gibi çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Kimyasal aşınmalara karşı olağanüstü direnç, yüksek sıcaklıklarda mukavemet ve şiddetli sarsıntılara dayanabilmek için düşük ısı genleşmesi sunuyoruz.

Silisyum karbür tozu, çok yönlülüğü nedeniyle ileri teknoloji refrakter malzemeler arasında önemli bir oksit içermeyen malzemedir. Hem makro hem de mikro granül formunda, farklı saflık derecelerinde temin edilebilir; Makro formlar genellikle Green veya Black türündeki ham blokların eritilmesiyle üretilir; ardından Barmac veya Raymond değirmenleri, ultrasonik dalgalar veya eleme yoluyla mikro granül haline getirilir.

Tanelerimiz ve tozlarımız, boyut, kimyasal bileşim ve şekil açısından tam olarak ihtiyaçlarınıza göre uyarlanmıştır. Ürünlerimiz, yüksek hassasiyetli leplama ve parlatma işleri, kuvars kesimi, kuvars bağlayıcılı aşındırıcıların kesimi ve basınçlı kumlama (ıslak veya kuru) işlemlerinde kullanılabilir. Çeşitli tane boyutlarında mevcuttur; 5 kg'lık torbalarda paketlenmiştir ve talep üzerine daha büyük miktarlarda da temin edilebilir.

Isıl İletkenlik
Silisyum karbür tozu, sertlik, ısı iletkenliği ve yarı iletkenlik özelliklerinin birleşimi sayesinde birçok endüstriyel uygulamada kullanılmaktadır. Bu uygulamalar arasında, sertlik ve yüksek çekme mukavemeti gerektiren aşınmaya dayanıklı parçalar ile hem ısıya dayanıklı hem de kimyasal olarak inert olması gereken seramikler (ateş tutmaz malzemeler, oluklu taş, müfler, pişirme yardımcı malzemeleri ve fırınlar için kayma rayları gibi); düşük genleşme katsayılı ısı iletkenliği gerektiren elektrikli cihazlar; düşük nötron kesitleri veya radyasyon hasarına karşı direnç gerektiren nükleer reaktör uygulamaları – bunlar, sayısız kullanım alanından sadece birkaçını oluşturmaktadır!

Erime sıcaklığı yaklaşık 1500 santigrat derece olan ve sıkıştırılması ya da katı halde şekillendirilmesi son derece zor olan inorganik bir oksit olmayan malzeme olan silisyum karbür, insanlığın bildiği en sert ve en iyi yalıtkanlardan biridir. Elmasa benzeyen yüzeyi ve elmasla karşılaştırılabilir yoğunluğu sayesinde silisyum karbür, son derece yüksek bir özgül ağırlığa sahiptir; bu da ona yalıtım malzemesi olarak büyük bir potansiyel kazandırır.

Hammaddeden silisyum karbür üretimi sırasında, erimiş silisyum eritilir ve karbonla reaksiyona girerek alfa-SiC oluşturur. Bu süreçte ortaya çıkan yapı, sert silisyum metalinden oluşan küçük izole adacıklar içeren bir SiC matrisli sermetdir. Nihai ürün, yarı iletken malzemeler arasında en yüksek erime noktalarından birine sahiptir – yaklaşık 11 GPa.

SiC’nin bağıl yoğunluğu, C içeriğinin artmasıyla birlikte yükselir; 5 mol C, yoğunluğu ağırlıkça ,2’nin üzerine çıkarır; bu değer teorik değere yakındır. Üç numunenin tümünün TEM görüntüleri, tane sınırlarında veya üçlü noktalarda reaksiyona girmemiş C veya Si içermemektedir; bu da, bu elementlerin numuneler içinde dağılmış olduğu ve onlarda çözündüğü yönündeki sonucumuzu desteklemektedir.

İşlenmemiş, C ve Si ilaveli SiC için sıcaklığa bağlı ısı iletkenlik değerleri, ısı iletiminin Wiedemann-Franz yasasının öngördüğü gibi elektronlar üzerinden değil, fononlar üzerinden gerçekleştiğini göstermektedir. Yüksek ısı iletkenliği değerleri, 3C-SiC numunelerinin üstün kristal kalitesi ve saflığı ile bağıl yoğunluğuna atfedilebilir.

Korozyon direnci
Silikon karbür (SiC), karbonun polimorfik formlarından oluşan inorganik bir malzemedir. Eşsiz fiziksel özellikleri sayesinde SiC, 19. yüzyılın sonlarından beri aşındırıcı olarak kullanılmaktadır ve o zamandan beri yüksek sıcaklıklı ortamlardaki üstün performansı sayesinde birçok alanda uygulama alanı bulmuştur.

Karmaşık ortamlarda korozyon direnci, seramik bileşenlerin, özellikle de SiC’den üretilen bileşenlerin geliştirilmesinde temel bir kriterdir. Bu ortamlardaki korozyon hızları düşükten yükseğe kadar değişir ve mekanik gerilime maruz kaldığında arızaya yol açabilecek yüzey kusurlarının artması nedeniyle bileşenlerin ömrünü önemli ölçüde kısaltır. Basit ortamlarda alüminyum oksit, zirkonyum dioksit ve diğer seramiklerin oksidasyon davranışının anlaşılmasında büyük ilerlemeler kaydedilmiş olsa da, bu tür modeller SiC'nin korozyon hızlarını ve arıza oranlarını tam olarak açıklamamaktadır.

SiC’nin karmaşık ortamlarda korozyona uğraması, bu malzemenin elektrik iletkeni olan grafitin düşük oranlarda bulunduğu bir ateş geçirmez malzeme olması nedeniyle daha da zorlaşmaktadır. Ancak diğer ateş geçirmez malzemelerin aksine, grafit SiC’nin matrisindeki korozyon direncini azaltmaktadır.

SiC’nin korozyon direncini artırmaya yönelik araştırmalarda, SiC’nin erime noktası daha düşük olan metallerle birleştirilmesi incelenmiştir; bakır, SiC’nin sıcaklık değişim direncini ve aşınma direncini artırdığı için sıklıkla tercih edilmektedir. Bu konuyu daha ayrıntılı olarak araştırmak amacıyla, bu çalışmada toz metalurjisi yöntemiyle bilyalı öğütme ve sinterleme yoluyla 5 ve 10 % SiC içeren bir Cu-SiC kompozit malzeme üretilmiştir; Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını enerji dağılım analizi (EDAX), Cu içinde SiC'nin homojen bir dağılım gösterdiğini ortaya koyarken, tuz püskürtme testi, önceki malzemeye kıyasla korozyon direncinde artış olduğunu doğrulamıştır.

Washington Mills, boyut, kimyasal bileşim ve şekil açısından ihtiyaçlarınıza tam olarak uyarlanmış CARBOREX® silisyum karbür taneleri ve tozları sunmaktadır. Bu ürünler, lepleme ve parlatma işlemlerinin yanı sıra kuvars testere bıçaklarının kesilmesinde ve zımpara kağıdı veya kumlama malzemeleri gibi bağlayıcılı ve kaplamalı aşındırıcıların kaplanmasında kullanılmaya uygundur. Daha fazla bilgi almak veya siyah SIC ürün serimizden sipariş vermek için hemen bizimle iletişime geçin!

Kimyasal Dayanıklılık
Silikon karbür, endüstride çok sayıda uygulama alanı bulunan olağanüstü bir seramik, oksit olmayan malzemedir. Silikon karbür, uzun zamandır olağanüstü sertliğiyle bilinmekte ve taşlama diskleri ile kesici aletlerde aşındırıcı olarak kullanılmaktadır. Ancak sıcaklık direnci, düşük genleşme oranları, kimyasal inertlik, korozyon direnci ve aşınma direnci gibi diğer özellikleri de, ateşe dayanıklı fırın kaplamalarının üretiminden roket nozulları veya gaz türbini kanatları gibi modern motorlardaki aşınmaya dayanıklı parçalara kadar birçok endüstriyel alanda paha biçilmez bir değer kazandırmaktadır.

Silisyum karbür, kuvars kumu ve karbonun (genellikle petrol koku) bir direnç fırınında yüksek sıcaklıklarda ısıtılmasıyla üretilir; bu süreçte mevcut safsızlıklara bağlı olarak yeşil veya siyah renkli kristaller oluşur. Soğutulup sıkıştırıldıktan sonra bu taneler, sıkıştırılmış toz olarak kullanılabilir; bu toz, ya metalik silisyum dioksit ile birleştirilerek yoğun sinterlenmiş silisyum karbür ürünleri elde edilebilir ya da daha büyük bileşenler için yeniden kristalleştirilebilir.

Silisyum karbür tozunun yoğunluğu ve yüzey kimyası, kükürtik asit, nitrik asit ve hidroklorik asit gibi oksitleyici asitlere karşı korozyon direncinde önemli bir rol oynar. Bunun nedeni, bir SiO₂ tabakasının oksijen bariyeri görevi görmesi ve saldırgan madde ile substrat yüzeyi arasında doğrudan bir reaksiyonu engellemesidir. Agresif türlerin kimyasal bileşimine ve reaksiyon ortamının koşullarına bağlı olarak, bu oksit bariyeri ya tamamen aşınabilir ya da bozulmadan kalabilir ve atmosfer gibi hava kaynaklarından yenilenebilir.

Malzemelerin korozyon direnci, bir oksit tabakası oluşturarak maruz kaldıkları etkenleri pasifleştirme yetenekleriyle belirlenir. Silisyum ve karbon, sp3 hibrit orbitallerinde elektron çiftlerini ortak kullanmaları sayesinde güçlü kovalent bağlar oluşturabilir ve bu da malzemeyi dayanıklı hale getirir. Ateş dayanıklı ve seramik uygulamalar, korozyon direncini artırmak amacıyla silisyum karbidin koruyucu oksit tabakalarıyla kaplanmasından fayda sağlar.

Kimyasal inertliği ve diğer özellikleri nedeniyle silisyum karbür, dayanıklılığı ve kararlılığının hayati önem taşıdığı taşlama işlemlerinde nikel, molibden ve tungsten gibi metallerin yerine kullanılmaya elverişli bir malzemedir. Silisyum karbür, uzun ömrü ve kararlılığı nedeniyle halka testereler ve torna tezgahları gibi modern taş kesme aletlerinin de ayrılmaz bir parçasıdır. Ayrıca, olağanüstü kararlılığı sayesinde bakır eritme fırınları ve eritme havuzlarının astarları gibi ateşe dayanıklı uygulamalarda, fırın mobilyalarının cüruf/kum dökümünde (örneğin mobilyalar, sarsma taşları, muffinler, çinko plakalar ve elektrikli fırınlar için potalar) kullanılır.