Kiselkarbidens kombination av hårdhet, styvhet och värmeledningsförmåga gör det till ett utmärkt spegelmaterial för astronomiska teleskop. Dessutom gör dess låga värmeutvidgning och motståndskraft mot syrakorrosion att det även lämpar sig för denna användning.
I takt med att aktörerna anpassar sig till förändringar i efterfrågan uppenbarar sig nya möjligheter. Håll utkik efter att kostnaderna för elfordon sjunker, att regelverken anpassas och att waferutbytet förbättras.
Fysikaliska egenskaper
Kiselkarbid (SiC) är ett exceptionellt material som kännetecknas av otroliga fysiska egenskaper, inklusive exceptionell hårdhet, termisk stabilitet och kemisk inertitet. Som sådant har det visat sig vara värt att använda i modern teknik samt industriella applikationer som kräver extrema mekaniska belastningar eller tuffa miljöer - och cementerat sin plats bland dem.
Ren grafit är ett mörkt blåsvart, kristallint ämne med en skimrande yta och färglös kristallgitterstruktur, som skiljer sig från andra vanliga material som metaller och keramer genom sina fysiska egenskaper, t.ex. den unika tetraederstrukturen av kisel- och kolatomer som är tätt sammanbundna i en atomär kristallgitterstruktur. Denna unika egenskap bidrar till grafitens exceptionella hårdhet som är den näst högsta bland naturliga och syntetiska föreningar efter diamant och borkarbid.
SiC är olösligt i både vatten och alkohol, men lösligt i smälta alkalier och smält järn. Dessutom gör dess kemiska inertitet att det kan bibehålla sin integritet under höga temperaturer utan att brytas ned till skadliga komponenter som äventyrar funktionaliteten eller säkerheten.
Robustheten hos SiC framgår av dess brottseghet på 6,8 MPa m0,5 och Youngs modul på 440 GPa, dess oemottaglighet för böjspänning, dess enastående böjhållfasthet på 490 MPa och låga värmeutvidgningskoefficient med utmärkt nötningsbeständighet - faktorer som har gjort SiC-produkter till industristandard i över hundra år.
Kemiska egenskaper
Kiselkarbid är ett av de hårdaste syntetiska materialen och har en Mohs-hårdhetsgrad som ligger nära diamantens. Detta starka men ändå flexibla material har dessutom utmärkt slitstyrka och korrosionsskydd.
Kiselkarbid är ett extremt eldfast material med utmärkta termiska egenskaper, inklusive en imponerande smältpunkt och låg termisk expansionskoefficient, som minskar dimensionsförändringar samtidigt som den strukturella integriteten bibehålls över ett brett temperaturområde. Kiselkarbid kan också användas för att tillverka keramiska matriskompositer (CMC), som spelar en nyckelroll i högpresterande industriella applikationer som jetmotorer och turbinblad.
Reaktionsbundna eller sintrade kiselkarbidmaterial kan formas till antingen svarta eller gröna iriserande skivor, medan sintrad SiC är mörkbrun till blåsvart i färgen med icke iriserande ytor. Båda formerna av kiselkarbid motstår genomträngning från olika organiska och oorganiska kemikalier med undantag för fluorvätesyra och dess salter.
Kiselkarbid till salu har kemiska egenskaper som gör den lämplig för användning som slipmedel i slipskivor och pappers- och tygprodukter, inklusive slipskivor för precisionsapplikationer som diamantslipning. Eftersom det är hårt och hållbart material som tål höga temperaturer som en tillsats till ståltillverkning för avoxidering av gjutjärnsgjutgods. Dessutom kan kiselkarbid också ingå i keramiska matriskompositer för att öka styrkan för tillämpningar som kräver lätta högpresterande material samtidigt som det är korrosionssäkert och nötningsbeständigt - perfekt för högpresterande lättviktstillämpningar som kräver högpresterande lättviktsmaterial!
Mikrostruktur
Kiselkarbid förekommer i flera kristallina former som skiljer sig åt när det gäller styrka, spänning, densitet och tillverkningskostnader. En grundlig förståelse för dessa skillnader är avgörande för att kunna använda materialet på bästa möjliga sätt.
Svart kiselkarbidpulver (SiC) är ett populärt slipmaterial som används för slipning och skärning av metaller och keramer. Med utmärkt kemisk stabilitet, slitstyrka och motståndskraft mot höga temperaturer är det ett utmärkt slipmedel som lämpar sig för slipning av metaller och keramer samt sintrade former som ger hårdhet och styrka i applikationer som kräver hårdhet och styrka.
SiC har ett extremt brett bandgap jämfört med kisel, vilket gör att elektronik som tillverkas av SiC klarar högre spänningar, temperaturer och frekvenser än motsvarande elektronik i kisel. SiC används i halvledarkomponenter som IGBT:er och MOSFET:er som möjliggör effektiv energiomvandling och strömhantering.
Föroreningar som kväve, fosfor, beryllium, bor, aluminium och gallium tillsätts vid tillverkningen av kiselkarbid för att förändra dess fysikaliska egenskaper - dessa föroreningar bidrar till att skapa olika dopningsnivåer som förändrar materialets elektriska ledningsförmåga samt skapar heterogena kompositer som är starkare och mer motståndskraftiga mot oxiderande och reducerande miljöer än modermaterialet. Kiselkarbidprodukter har breda användningsområden inom flyg- och rymdindustrin och förnybar energiteknik, samtidigt som de används av gas-/kemisensorer samt inom avancerade forskningsområden som kvantdatorer och högfrekvent kommunikation.
Tillämpningar
Kiselkarbid är ett extremt hårt material med många användningsområden. Ett sådant användningsområde för kiselkarbid är som slipmedel vid blästring, en tillämpning där specialmaskiner driver media mot ytor för att avlägsna färg eller rost från dem. Kiselkarbid har utmärkt styrka, hög värmeledningsförmåga och låg värmeutvidgning - egenskaper som gör det till ett idealiskt material för användning som blästermedel.
Kiselkarbid kan användas som en källa till skottsäkert pansar på grund av dess utmärkta hårdhet. I kombination med keramiska block bildar kiselkarbid skottsäkert pansar som kan motstå kulor och andra skadliga material.
Kiselkarbidens materialtillämpning ligger främst inom elektronik. Kiselkarbid har bättre bandgapsegenskaper än kisel, vilket möjliggör högre spänningar och frekvenser samt klarar större värmebelastningar än andra halvledare.
Kiselkarbid kan framställas syntetiskt genom upphettning av petroleumkoks och kiselsand med salt i en motståndsugn, eller naturligt genom moissanitmineral. Båda processerna producerar kiselkarbid som ger många värdefulla egenskaper, inklusive kemisk inertitet, hög hårdhet, kontroll av termisk expansion och korrosionsbeständighet - egenskaper ST:s kiselkarbid till salu erbjuder högpresterande lösningar för elfordonsapplikationer, solinverterare, industriella motorstyrningar samt flyg- och rymdstandarder som tål Venus temperaturer.