Siliziumkarbidplatten, die extremen industriellen Bedingungen standhalten

Siliziumkarbid (SC) ist ein extrem hartes, abriebfestes Material mit ausgezeichneten Wärmeleiteigenschaften, das häufig in Wärmebehandlungsöfen für Aufkohlungs-, Nitrier- und Glühprozesse verwendet wird.

Siliciumcarbid kristallisiert in mehreren Polytypen, wobei hexagonale und rhomboedrische Formen die bekanntesten sind. Darüber hinaus kommt Siliciumcarbid in der Natur auch als das seltene Mineral Moissanit vor.

Härte

Kraftwerke verwenden diese Rohre häufig aufgrund ihrer Festigkeit, Haltbarkeit und Wärmeleitfähigkeit; außerdem bieten sie eine hervorragende Beständigkeit gegen Abrieb und Korrosion.

Siliciumcarbid (SiC) ist ein extrem harter, schwarzer synthetischer Kristall, der erstmals im späten 19. Jahrhundert in großen Mengen als Schleifmittel hergestellt wurde. Jahrhundert erstmals in großen Mengen als Schleifmittel hergestellt wurde. SiC kommt zwar in geringen Mengen in der Natur in Form von Moissanitvorkommen vor, wird aber in der industriellen Produktion hauptsächlich durch Rekristallisation, Sintern und Reaktionsbindungen in großen Mengen hergestellt.

SiC ist eines der härtesten keramischen Materialien mit einer Mohs-Härte von 9,5 auf der Mohs-Skala und gehört damit neben Diamant und Borkarbid zu den härtesten Materialien. Aufgrund seiner extremen Härte und seiner Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit ist SiC ein beliebter Zusatzwerkstoff für Schleifwerkzeuge und andere mechanische Anwendungen wie Düsenschaufeln von Düsentriebwerken oder die Herstellung von Verbundwerkstoffpanzern.

SiC ist ein Werkstoff mit einem beeindruckenden Elastizitätsmodul von 440 GPa und einer Biegefestigkeit von 490 MPa, der in vielen verschiedenen Formen und Stapelfolgen vorkommt, die unterschiedliche Polytypen bilden. Hexagonale und rhomboedrische Strukturen, die als a-Form bekannt sind, sind am häufigsten anzutreffen; kubische SiC-Strukturen (bekannt als b-Form) sind jedoch im Laufe der Zeit immer häufiger anzutreffen.

Korrosionsbeständigkeit

Siliziumkarbid bietet eine außergewöhnliche Beständigkeit gegen Korrosion, Oxidation und chemische Angriffe. Darüber hinaus kann dieses dichte Material hohen Temperaturen standhalten und bleibt trotz längerer Exposition frei von thermischer Ausdehnung.

SiC, das natürlich in Moissanit vorkommt, wird synthetisch durch verschiedene Herstellungsverfahren hergestellt, darunter Heißpressen, heißisostatisches Pressen (HIP) und reaktionsgebundenes Sintern. Jedes Herstellungsverfahren führt zu einer porenfreien Präzisionskeramik, die sich durch außergewöhnliche Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit auszeichnet.

Siliziumkarbid wurde im späten 19. Jahrhundert erstmals wegen seiner elektrischen Eigenschaften entdeckt und fand schnell Verwendung als Blitzableiter in Stromversorgungssystemen. Zwischen Hochspannungsleitungen eingefügte SiC-Säulen weisen einen spannungsabhängigen Widerstand auf, der bei Blitzeinschlag auf einen akzeptablen Schwellenwert sinkt und den Strom nicht direkt durch die Leitungen, sondern in Richtung Erde ableitet. Diese Technologie wird auch heute noch in Hochspannungsanwendungen eingesetzt, während SiC auch als Trennscheiben, Schleifscheiben, feuerfeste Materialien und Automobilkomponenten Verwendung findet.

Wärmeleitfähigkeit

Dank ihres geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten können Siliziumkarbidplatten hohen Temperaturen standhalten, ohne sich zu verformen oder bei der Verwendung beschädigt zu werden. Aufgrund ihrer Langlebigkeit und Härte eignen sie sich auch für Anwendungen, bei denen es zu schnellen Temperaturschwankungen kommt, was Siliziumkarbidplatten zur perfekten Wahl macht.

Aufgrund ihrer extremen Härte sind Siliciumcarbidplatten ein hervorragendes Abrasivmittel zum Schneiden von Materialien mit geringer Zugfestigkeit, wie Gusseisen und Messing. Darüber hinaus finden sich diese Werkstoffe auch in feuerfesten Produkten und Tiegeln; außerdem eignen sich die durch Hochtemperatursintern hergestellten Siliciumcarbid-Keramikmembranrohre aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit in aggressiven Medien sowie ihrer Fähigkeit, extremen Druck-/Temperaturschwankungen standzuhalten, hervorragend als Gas-/Flüssigkeitsfilter.

Siliziumkarbid hat auch in der Leistungselektronik beeindruckende Erfolge erzielt. Aufgrund seiner Fähigkeit, höheren Spannungen und Temperaturen standzuhalten, eignet sich Siliziumkarbid hervorragend als Material für Energieumwandlungssysteme in Elektrofahrzeugen (EVs). Dadurch wird die Effizienz erhöht, während gleichzeitig kleinere Komponenten entstehen, die zu einer größeren Reichweite der Batterien beitragen.

Abnutzungswiderstand

Siliziumkarbid ist ein unglaublich hartes Material, das aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit in rauen Industrieumgebungen eine hervorragende Wahl für Bauteile in der Energieerzeugung ist. Darüber hinaus ist es aufgrund seiner Langlebigkeit und Beständigkeit auch für die Chemie- und Papierindustrie geeignet.

Keramische Materialien bieten eine hervorragende Hitzebeständigkeit. Ihre einzigartige atomare Struktur und außergewöhnliche Festigkeit ermöglichen es, Energie zu absorbieren, ohne sich zu verformen oder zu schmelzen, was diese Keramik zu einer unschätzbaren Wahl für militärische und zivile Körperpanzerungen macht.

Siliciumcarbid (SiC) besteht aus Silicium und Kohlenstoff, und entsprechend unterschiedlich sind die Herstellungsverfahren. Reaction Bonded SiC ist eine solche Methode mit relativ groben Körnern; Hot Pressed/HIP-Methoden bieten eine bessere Kontrolle und feinere Körner, während bei Rekristallisations-/Sintertechniken SiC-Pulver in die gewünschten Formen gebracht und dann bei hohen Temperaturen erhitzt wird, bis sich dichte, feste Strukturen gebildet haben.