Siliciumcarbid (SiC) ist eines der h\u00e4rtesten synthetischen Materialien, das nur von Diamant \u00fcbertroffen wird. Aufgrund seiner extremen H\u00e4rte, Verschlei\u00dffestigkeit und Hitzebest\u00e4ndigkeit ist SiC ein unsch\u00e4tzbares Material f\u00fcr Schleifmittel und feuerfeste Anwendungen.<\/p>\n
Rohsiliciumcarbid kann durch Schmelzen von Quarzsand, Petrolkoks und Holzsp\u00e4nen in einem Widerstandsofen hergestellt werden, wobei entweder schwarzes oder gr\u00fcnes SiC als Nebenprodukt anf\u00e4llt.<\/p>\n
Siliciumcarbid ist einer der h\u00e4rtesten Werkstoffe, der in seiner H\u00e4rte nur von Diamant und kubischem Bornitrid \u00fcbertroffen wird. Mit einer Mohsh\u00e4rte von 9,5 ist Siliciumcarbid sehr schwer zu besch\u00e4digen oder zu verschlei\u00dfen und daher ideal f\u00fcr Anwendungen, die eine hohe Verschlei\u00dffestigkeit erfordern, wie Schleifmittel oder feuerfeste Materialien. Dar\u00fcber hinaus eignet sich Siliciumcarbid aufgrund seiner ausgezeichneten W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit und minimalen Temperaturausdehnung f\u00fcr Ausr\u00fcstungen in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungsbereich, die rauen Umgebungen wie hohen Temperaturen oder Strahlenbelastung standhalten m\u00fcssen.<\/p>\n
Edward Goodrich Acheson entdeckte Siliziumkarbid 1891 zuf\u00e4llig bei dem Versuch, k\u00fcnstliche Diamanten herzustellen. Als er eine Mischung aus Ton und Kokspulver in einer Eisensch\u00fcssel erhitzte, nahm er an, dass es sich um eine Legierung aus Silizium und Kohlenstoff handelte, die dem nat\u00fcrlich vorkommenden Korund \u00e4hnelte. Sp\u00e4ter stellte Henri Moissan synthetische Formen her, indem er Silizium in hei\u00dfem Kohlenstoff aufl\u00f6ste.<\/p>\n
Siliciumcarbid wird seit langem als Industrierohstoff verwendet und findet heute in zahlreichen Anwendungen Verwendung, die von Sandpapier, Schleifscheiben und Schneidwerkzeugen bis zur Herstellung von feuerfesten Auskleidungen f\u00fcr \u00d6fen und verschlei\u00dffesten Teilen f\u00fcr Pumpen und Raketentriebwerke reichen. Dar\u00fcber hinaus dient es in der Elektronik als Halbleitergrundstoff, da es h\u00f6heren Temperaturen, Dr\u00fccken und Frequenzen standhalten kann als herk\u00f6mmliche Halbleiter. Es kann auch mit Stickstoff, Phosphor, Beryllium oder Aluminium dotiert werden, um verschiedene Arten von Halbleitern zu bilden.<\/p>\n
Die au\u00dfergew\u00f6hnliche H\u00e4rte von Rohsiliciumcarbid, die nur von Diamant und einigen synthetischen Verbindungen \u00fcbertroffen wird, macht es zu einem unverzichtbaren Material f\u00fcr zahlreiche Anwendungen. Nicht nur seine hohe Verschlei\u00dffestigkeit, sondern auch seine W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit, sein W\u00e4rmeausdehnungskoeffizient, seine Halbleitereigenschaften und seine Durchschlagsfestigkeit in elektrischen Feldern machen es zu einem erstklassigen Kandidaten. Dar\u00fcber hinaus kann es je nach Zusammensetzung der Rohstoffe schwarz oder gr\u00fcn erscheinen, je nach den angewandten Produktionsverfahren.<\/p>\n
Die Siliciumcarbid-Synthese erfordert eine sorgf\u00e4ltige Auswahl und Pr\u00fcfung der Rohstoffe, um die Reinheit und Qualit\u00e4t des Endprodukts zu kontrollieren. Nach der Auswahl werden sie in einen Ofen geleitet, wo eine Verkokungsreaktion bei hohen Temperaturen von 2000-2500 Grad Celsius stattfindet. Vor diesem Schritt werden sie auch pulverisiert und gesiebt, um die Anforderungen des Produktionsprozesses hinsichtlich der Partikelgr\u00f6\u00dfe zu erf\u00fcllen.<\/p>\n
Arbeitnehmer, die mit Siliciumcarbid umgehen, sollten \u00e4u\u00dferste Vorsicht walten lassen, um eine Exposition von Haut und Augen sowie Erkrankungen der Atemwege zu vermeiden. Siliciumcarbid sollte immer in versiegelten Beh\u00e4ltern in einer k\u00fchlen Umgebung gelagert und transportiert werden, und es sollten Notduschen f\u00fcr den Fall einer Exposition zur Verf\u00fcgung stehen; au\u00dferdem sollten die Arbeitnehmer kontaminierte Arbeitskleidung waschen, bevor sie den Arbeitsplatz verlassen und nach Hause gehen. In einer idealen Welt w\u00fcrden technische Kontrollma\u00dfnahmen die Expositionswerte verringern; dennoch kann je nach Aufgabe eine pers\u00f6nliche Schutzausr\u00fcstung erforderlich sein.<\/p>\n
Siliziumkarbid ist eines der h\u00e4rtesten verf\u00fcgbaren Materialien mit einer Mohsh\u00e4rte von 9-10 (nach Diamant und bestimmten synthetischen Verbindungen). Dar\u00fcber hinaus eignet es sich aufgrund seiner Hitzebest\u00e4ndigkeit f\u00fcr feuerfeste und verschlei\u00dffeste Anwendungen, w\u00e4hrend seine elektrische Leitf\u00e4higkeit h\u00f6here Str\u00f6me\/Spannungen\/Energieverluste ohne Unterbrechung der Leistungserbringung erm\u00f6glicht.<\/p>\n
Das Acheson-Verfahren ist die g\u00e4ngigste Methode zur Herstellung von Siliciumcarbid. Rohstoffe wie Quarzsand und Petrolkoks werden in einem elektrischen Widerstandsofen zusammengef\u00fchrt, bevor ein elektrischer Strom durch sie hindurchflie\u00dft und eine chemische Reaktion zwischen dem Kohlenstoff aus dem Koks und dem Silizium aus dem Sand ausl\u00f6st, die SiC bildet. Diese Reaktion dauert in der Regel mehrere Tage, bis sich ein SiC-Block gebildet hat, der dann raffiniert, verfeinert, pulverisiert, gesiebt, geformt und schlie\u00dflich zum Endprodukt verarbeitet wird.<\/p>\n
Bei jedem Schritt dieses Prozesses ist es wichtig, dass die Arbeitnehmer Ma\u00dfnahmen ergreifen, um sich vor der Exposition gegen\u00fcber Siliziumkarbidstaub zu sch\u00fctzen. Bei der Arbeit mit Siliziumkarbidstaub sollten die Arbeitnehmer Schutzbrillen und Schutzkleidung tragen, die verhindern, dass der Staub in die Augen gelangt oder mit der Haut in Ber\u00fchrung kommt; wenn doch einmal Staub auf exponierte Stellen gelangt, sollten sie die Kleidung sofort waschen, um Absch\u00fcrfungen oder andere Komplikationen zu vermeiden. Au\u00dferdem m\u00fcssen die Arbeitnehmer auf die Risiken achten, die damit verbunden sind, dass sie schmutzige Arbeitskleidung mit nach Hause nehmen; bei Bedarf sollten sie auch die von ihrem Unternehmen bereitgestellten Notduschen am Ende der Schicht nutzen.<\/p>\n
Siliciumcarbid ist ein Halbmetall, d. h. es liegt zwischen Metallen (die Elektrizit\u00e4t leiten) und Isolatoren (die keine Elektrizit\u00e4t leiten). Bei hohen Temperaturen erweist sich Siliciumcarbid als hervorragender elektrischer Leiter; seine Wirksamkeit h\u00e4ngt jedoch von den Verunreinigungen ab, die in seiner Zusammensetzung enthalten sind.<\/p>\n
Carborundum wird durch die Reaktion zwischen Quarzsand und Kohlenstoff in einem Elektroofen mit einer Kohlenstoffelektrode als Stromquelle hergestellt. Dabei entsteht ein Gemisch aus Si und C, das auf etwa 2.700 Grad Celsius erhitzt wird, wo die Kristallbildung beginnt, die der Bildung von Siliziumkarbidkristallen \u00e4hnelt, die als \u201cCarborundum\u201d bekannt sind. Heute findet man dieses Material unter anderem in Schleifmitteln, Schneidwerkzeugen und feuerfesten Materialien sowie als Halbleitersubstrat f\u00fcr Leuchtdioden.<\/p>\n
Bei modernen Verfahren zur Herstellung des Schleifmaterials wird Quarzsand mit Kokspulver in einem gemauerten elektrischen Widerstandsofen gemischt und ein elektrischer Strom durch die Kohleelektrode geleitet, um eine chemische Reaktion mit dem Quarzsand zu bewirken, bei der Karbidmaterial entsteht.<\/p>\n
Das Rohmaterial muss zun\u00e4chst geschliffen werden, um die durch das Schneiden verursachten Messerspuren zu beseitigen und die Oberfl\u00e4chenrauhigkeit zu verringern, gefolgt von einem Feinschliff, um eine einheitliche Textur zu erzielen. Anschlie\u00dfend wird ein Sinterhilfsmittel hinzugef\u00fcgt und unter Druck in einer Argon- oder Stickstoffatmosph\u00e4re gesintert; die elektrische Leitf\u00e4higkeit der gesinterten Materialien h\u00e4ngt von ihrer Zusammensetzung und Konzentration w\u00e4hrend dieses Schritts des Sinterprozesses ab.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide (SiC) is one of the hardest synthetic materials, second only to diamond. Due to its extreme hardness, wear resistance and heat resistance properties it makes SiC an invaluable material for abrasives and refractories applications. Raw silicon carbide can be produced through the smelting of quartz sand, petroleum coke and wood chips in a… Weiterlesen »Die H\u00e4rte und die Eigenschaften von rohem Siliziumkarbid<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-607","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/607","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=607"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/607\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":608,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/607\/revisions\/608"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=607"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=607"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=607"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}