Kiselkarbid - Beta-kiselkarbid

Kiselkarbid (SiC) finns i olika kristallina strukturer som kallas polytyper; alfa- och betapolytyper är två exempel.

Alpha SiC, som ofta kallas svart kiselkarbid, har en wurtzit-kristallstruktur. Detta material har hög hårdhet och slitstyrka.

Beta SiC är känt för sin diamantkubiska struktur som gör det lätt att leda värme på grund av liknande atomradier. Därför används detta material ofta i slipmedel och sliptillämpningar.

Densitet och självskärpa

Kiselkarbid är ett hårt, tätt material som används i många olika branscher. Det fungerar som ett integrerat råmaterial i produktionen av eldfasta material på grund av dess temperaturstabilitet och kemiska resistens; keramikproduktion använder det som en isolerande komponent med termisk chockmotstånd; kiselkarbidpulver med hög renhet kan till och med dopas med kväve, fosfor, beryllium eller aluminiumdopning för att producera antingen halvledare av n-typ eller p-typ.

Kiselkarbid massproducerades för första gången för användning som slipmedel 1893 när den upptäcktes som det sällsynta mineralet moissanit. Det finns olika kristallstrukturer som kallas polytyper av kiselkarbid; var och en kännetecknas av fyra kiselatomer kopplade till fyra kolatomer inom sin gitterstruktur och kopplade till fyra kolatomer; två vanligast förekommande sorter är alfa-kiselkarbid (a-SiC) och beta-kiselkarbid (b-SiC).

Alpha SiC har en sfärisk mikrokristallin struktur, medan beta kiselkarbid har kubisk struktur. Denna skillnad skapar unika egenskaper som gör beta mer lämplig än alfa för vissa applikationer; till exempel tillåter kubisk struktur elektroner att röra sig snabbare genom den vilket ökar den elektriska ledningsförmågan; dessutom kan beta sintras vid lägre temperaturer vilket sparar energi under tillverkningsprocesser.

Hårdhet och densitet

Kiselkarbid är en icke-metallisk förening med en av de högsta hårdheterna och styrkorna bland icke-diamantmaterial, och konkurrerar endast med diamant. Som sådant spelar det en avgörande roll i många applikationer, inklusive slipmedel, eldfasta material, elektriska/elektroniska komponenter, keramik och bilbromsar. På grund av sin termiska och kemiska stabilitet är det också ett utmärkt materialval för skottsäkra västar samt keramiska plattor som används på skjutvapen.

Kiselkarbid finns i många varianter, men två former sticker ut framför alla andra: alfa och beta. Alfa har en kristallstruktur av sfalerit medan beta har en kubisk mikrokristallin struktur. Alfa tenderar att användas mer i allmänna slipmedel medan beta ofta används mer i mer tekniskt krävande eldfasta, slipande och keramiska industrier.

Betas kompakta mikrokristallina struktur gör det möjligt för elektroner att färdas snabbt genom den, vilket gör den till en utmärkt kandidat för vissa elektriska tillämpningar. På grund av sin hårdhet och självskärpa är det också väl lämpat för tunga slipoperationer; därför ingår det ofta som en del av högpresterande bromsbelägg och slitdelar för att förlänga deras livslängd.

Nanochemazone erbjuder beta kiselkarbid whiskerpulver i olika standardkvaliteter när det är tillämpligt, inklusive Mil Spec (militär kvalitet); ACS Reagent and Technical Grade; Food, Agricultural, Pharmaceutical Grade; Optical Grade och USP-kvaliteter som uppfyller ASTM-teststandarder. Varje kvalitet ger ytterligare information om teknik, forskning och säkerhet (MSDS) samt en tillgänglig referenskalkylator som omvandlar måttenheter.

Kompakthet och hårdhet

Beta-kiselkarbidens kubiska form ger en mycket tätare mikrostruktur än alfa-kiselkarbid, vilket gör den idealisk för applikationer där tätningarna måste vara täta. Hårdheten är också överlägsen, medan dess densitet gör att elektroner kan röra sig mer fritt längs ytorna jämfört med alfa-kiselkarbid; detta ökar den elektriska ledningsförmågan och gör beta mer lämplig för generatorer.

Kiselkarbid kan lättare formas vid lägre temperaturer än alfa-kiselkarbid, vilket sparar både energi och pengar i tillverkningsprocesser; det är särskilt fördelaktigt när man arbetar med högvärdiga material.

Beta är ett utmärkt alternativ till alpha när det gäller finslipning. Med en hårdhet som är jämförbar med diamant kan den slipa med precision - en viktig egenskap hos slipskivor med slipmedel. Tack vare sin densitet och självskärpa erbjuder den dessutom större poleringsförmåga än enbart alfa.

Ett av de främsta användningsområdena för b-SiC är inom keramik, eldfasta material, sten- och gjutjärnsproduktion, där dess utmärkta seghet gör att den kan spela en central roll. Dessutom kan b-SiC också användas som slipmedel i applikationer med hög uthållighet, t.ex. bromsbelägg eller skottsäkra västar.

Motståndskraft mot slitage

Kiselkarbid, en inert kemisk förening, har länge använts som slipmedel. På grund av sin styrka, hårdhet och slitstyrka är det ett idealiskt material för detta ändamål. Kiselkarbid kan också tillverkas till keramik, eldfasta material eller andra tekniska material med unika tekniska egenskaper.

Beta-kiselkarbid har en kubisk kristallstruktur med mycket sintringsbara submikronstorlekar, vilket skiljer den från alfa som har sfäriska kristallstrukturer. På grund av denna kompakta mikrokristallina struktur är beta tätare och idealisk för flera industrier på grund av sina olika egenskaper.

Tack vare sin kompakthet och densitet är alpha lämplig för snabb polering av metall, och dess självskärpa skär snabbare än mjukare material. Alpha kan också producera fina ytor på bromsbelägg på grund av sin överlägsna självskärpa och hårdhet; Alphas överlägsna självskärpa och hårdhet gör den till det överlägsna valet här. Slutligen kan alfa också täta mer fullständigt än alfa på grund av att dess mikrostruktur är kompakt.

Karborundum, även känt som betamodifiering av kiselkarbid, är en ovanlig polymorf av kiselkarbid som endast finns i begränsade varianter av meteoriter, korundfyndigheter och kimberliter. Karborundum framställs oftast syntetiskt och kan också fungera som ett ekonomiskt alternativ till diamant för industriella skärtillämpningar tack vare sina lägre kostnader.