Beta kiselkarbid

Kiselkarbid är ett extremt hårt, tätt material som finns naturligt i moissanit. Dessutom kan det också köpas syntetiskt som en produkt med flera användningsområden.

Det finns två polytyper av kiselkarbid - alfa (a-SiC) och beta (b-SiC). Alfa har en sfärisk mikrokristallin struktur, medan beta har en kubisk, zinkblandningsliknande sammansättning.

Densitet och självskärpa

Betakiselkarbid (b-SiC) ska inte förväxlas med den mer vanligt förekommande varianten a-SiC; deras huvudsakliga skillnad ligger i deras mikrokristallina strukturer - den ena är sfärisk medan beta har kubiska strukturer.

Cubic b-SiC har utmärkta fysikaliska och kemiska egenskaper, bl.a. hög hårdhet (9 på Mohs skala), utmärkt termisk stabilitet, brett bandgap och elektrisk ledningsförmåga, vilket gör den lämplig för tillämpningar som precisionsbearbetning, militär/rymdfartsanvändning, högvärdiga eldfasta material, speciella keramiska material etc.

På Mohs-skalan rankas b-SiC som nummer två efter diamant när det gäller densitet på grund av de tätt packade skikten som kristallerna består av - detta ger ett extremt tätt och hårt material.

b-SiC skiljer sig från sina konkurrenter genom sin förmåga att självskärpa eller återskärpa sig efter kraftig slipning, tack vare att dess kristallina struktur skapar mikroskopiska ojämna kanter som kan omformas med hjälp av specialmaskiner efter sintring till skarpare och mer precisa verktyg än de som tillverkas av alfakiselkarbid. Den här egenskapen gör att b-SiC används i så stor utsträckning för att tillverka keramiska skärverktyg och industriella slipverktyg.

Tätningsapplikationer

Kiselkarbid har en intrikat kristallstruktur som gör den idealisk för olika användningsområden, nämligen som svart eller svart sinter i el- och elektronikindustrier med stränga tekniska krav. Den fungerar särskilt bra i tillämpningar som omfattar slipmedel, eldfasta material och tillverkningsindustrier för elektrisk och elektronisk utrustning.

Keramiska material har utmärkt kemisk stabilitet och hög motståndskraft mot sura ämnen, samtidigt som de har en låg värmeutvidgningskoefficient så att dimensionerna inte ändras över tiden.

Betakiselkarbid kan användas i beläggningar som är speciellt utformade för tunga slipapplikationer, där dess densitet och självskärpa gör den lämplig för långvarigt slitage. Sådana beläggningar skapas vanligtvis genom att beläggningsmaterialet blandas med binärer för att bilda en slurry som sedan kan appliceras på arbetsstycken innan de sintras vid höga temperaturer i en kontrollerad atmosfär för att bilda önskade beläggningar.

Betakiselkarbidens sintringsprocess liknar alfakiselkarbidens; den enda betydande skillnaden är dess lägre sintringstemperatur. Liksom alfa-kiselkarbid används den i slipskivor och honingstenar, liksom i eldfasta material och elektriska värmeelement; dessutom spelar den en viktig roll i vajersågar som används för att skära sten som marmor och granit eftersom beta är tätare än alfa-kiselkarbid.

Fin polering

Beta-kiselkarbidens egenskaper som gör den lämplig för kraftig slipning gör den också lämplig för finpolering, eftersom den skapar jämnare ytor än alfa-kiselkarbid och håller formen bättre under processen - egenskaper som är viktiga vid polering av bromsbelägg som kräver exakt finish för förlängd livslängd.

Betakiselkarbid är också ett utmärkt val för tätningsapplikationer tack vare sin kompakta mikrokristallina struktur som säkerställer fullständig tätning jämfört med alfakiselkarbidens mer sfäriska mikrostruktur. Denna egenskap gör beta till ett attraktivt alternativ för militära produkter som kräver tät återförsegling efter användning, t.ex. hjälmar.

Beta- och alfa-kiselkarbider kan användas för olika tillämpningar. Båda materialen har hög elektrisk och termisk ledningsförmåga samt minimal expansion vid högre temperaturer; beta har dock högre stabilitet än alfa, vilket gör det idealiskt för användning i applikationer som slipmedel, eldfasta material, gjutjärn och keramik.

Tung slipning

Betakiselkarbidens unika kristallina struktur gör att den kan användas i en rad specialiserade applikationer. Den kan sintras i submikronstorlek och formas till olika former för speciella användningsområden, och den kan också kombineras med andra material för att bilda avancerade keramer som används för högpresterande områden, vilket ger kemisk stabilitet, korrosionsbeständighet och hög temperaturbeständighet som utökar dess användning ytterligare.

Materialets kristallina strukturer gör det mycket hårt, vilket gör det till ett utmärkt slipmedel för slip- och skärverktyg. Dessutom kan dess täta skikt sintras till tjocka skivor som används som skär- och borrverktyg i olika industriella miljöer.

Betakiselkarbid skiljer sig från alfakiselkarbid med sin kubiska struktur och olika egenskaper såsom högre densitet och självskärpa, högre värmebeständighet och lägre smältpunkt än alfakiselkarbid.

Betas kristallina struktur gör det också till ett överlägset eldfast och keramiskt material, som fungerar som ett av de viktigaste råmaterialen för tillverkning av eldfasta tegelstenar och beläggningar samt för tillverkning av kiselkarbidkeramik som är känd för sin oxidationsbeständighet vid höga temperaturer, kemiska stabilitet och användning i högpresterande industrier som flyg- och rymdindustrin, bilindustrin och militär användning.