Kiselkarbidglas

Kiselkarbidglas är en nonoxidkeramik med exceptionell oxidationsbeständighet, styrka vid förhöjda temperaturer, motståndskraft mot termisk chock och goda värmeledningsegenskaper. Kiselkarbidglas har många användningsområden inom olika branscher: det används ofta i slipmedel med hög hårdhet, i eldfasta material för styrka och kemisk beständighet och inom elektronik för sin låga värmeutvidgning och höga ledningsförmåga.

Hårdhet

Kiselkarbid (SiC) är en oorganisk kemisk förening som består av kisel och kol bundna till varandra i lika förhållande. SiC finns naturligt som moissanitmineral och har massproducerats som pulver sedan 1893 för användning som slipmaterial. Korn av SiC kan också kombineras genom sintring för att producera mycket hård keramik som används i applikationer som kräver hög motståndskraft, t.ex. skottsäkra västplattor.

Kiselkarbid utmärker sig jämfört med glasbunden glimmer när det gäller både draghållfasthet och seghet, men har lägre elasticitetsmodul (styvhet) och skjuvhållfasthet.

Elasticitet avser ett materials förmåga att deformeras under kraft men återgå till sin ursprungliga form när det frigörs från kraften, vilket vanligtvis mäts med hjälp av Knoop-hårdhetstestet, som använder mycket lägre intryckskrafter än sin föregångare Vickers, vilket ger mer exakta mätningar för material som glas och keramik.

Täthet

Kiselkarbid (SiC) är en oorganisk halvledare med breda bandgapsegenskaper och hög värmeledningsförmåga, som finns naturligt som det sällsynta mineralet moissanit; sedan 1893 har SiC-pulver också massproducerats som slipmedel eller skottsäkra västplattor.

Applikationer som använder SiC kräver olika egenskaper: termisk stabilitet kan vara det mest kritiska, medan ytjämnhet eller styvhet kan vara det mest önskvärda. Att förstå dina applikationskrav för SiC är avgörande för att välja en optimal produktionsprocess för det.

SiC är ett polykristallint material som framställs genom olika processer med olika kristallstrukturer och densiteter. Svart kiselkarbid kan tillverkas genom högtemperatursmältning av kvartssand och petroleumkoks; dess hexagonala kristallstruktur gör den lämplig för blästringstillämpningar. Kemisk förångningsdeposition ger renare SiC med kubisk kristallstruktur som kan poleras för att uppnå jämnare ytor än antingen sintrade eller reaktionsbundna produkter.

Termisk konduktivitet

Kiselkarbid (SiC) är en halvledare med brett bandgap som finns naturligt som ädelstenen moissanite, men som också massproduceras för användning som hårda slipmedel eller keramiska plattor i skottsäkra västar. SiC är allmänt känt som karborundum eller korundum.

Förändringar i materialens kemiska sammansättning och fassammansättning kan avsevärt förändra deras termiska egenskaper. Detta visades genom att studera monolitiska SiOC-glasprover med olika koncentrationer av segregerat kol. Fasuppdelning orsakad av fasuppdelning resulterade i minskad värmeutvidgningskoefficient samtidigt som värmeledningsförmågan ökade något.

Studier visade att den termiska diffusiviteten hos SiOC-prover ökade med ökande volymfraktion av b-SiC, vilket tyder på en perkolationsväg för denna fas. Detta indikerar att en otillräcklig Maxwell-Garnett-modell som bortser från det termiska kontaktmotståndet hos dispergerade partiklar kanske inte är tillräcklig för att beskriva detta material.

Kemisk beständighet

Kiselkarbid, mer allmänt kallat "karborundum", har överlägsna kemiska och termiska beständighetsegenskaper, behåller sin styrka även vid höga temperaturer och klarar snabba uppvärmnings-/kylningscykler, vilket gör det till det perfekta materialet för stöd för wafertråg och paddlar i halvledarugnar. Tack vare sin utmärkta oxidationsbeständighet, låga utvidgningskoefficient, motståndskraft mot termisk chock och goda elektriska ledningsförmåga är det också ett bra material för värmeelement i elektriska ugnar - den utmärkta elektriska ledningsförmågan gör det också möjligt att använda det i värmeelement som använder termistorer med variabla motstånd (varistorer eller variabla motstånd) med hög spänning.

Tryckfri sintrad kiselkarbid är nästan universellt korrosionsbeständig och står emot alla vanliga syror, t.ex. saltsyra, svavelsyra, brom- och fluorvätesyra, baser (t.ex. aminer, pottaska och kaustiksoda), alla lösningsmedel samt oxiderande medier (t.ex. salpetersyra). Vidare är dess mekaniska egenskaper (hög tryck-, drag- och böjhållfasthet) och mekaniska ledningsförmåga exceptionella; dessutom uppvisar toriumdopade nitrider, som ofta används för att dopa porösa SiC-keramer, höga värden för elektrisk ledningsförmåga medan matematiska modeller kan förutsäga deras förhållande mellan porositet och resistivitet med hjälp av matematiska formler.

Termisk stabilitet

Kiselkarbidglasets egenskaper varierar avsevärt beroende på tillverkningsprocessen, från hållfasthet och spänningsnivåer till densitet och andra designparametrar. Kundanpassade konstruktioner kan produceras speciellt anpassade för specifika optiska applikationer.

Sic finns i många olika varianter med olika termisk stabilitet. Ordnat mesoporöst kol CMK-1 har högre texturstabilitet än vanligt mesoporöst kol och lägre nedbrytningshastighet när det utsätts för högre temperaturer.

Att förstå kraven för varje applikation för att välja en idealisk kiselkarbidmaterialtyp är avgörande när man väljer en för användning. Applikationer som använder optiska tekniker kan prioritera kemisk beständighet, ytjämnhet eller styvhet som prioriterade egenskaper.

Svart kiselkarbid har hög hårdhet och används ofta för mekaniska tätningar i pumpar, utrustning för halvledarbearbetning och allmänna industrimaskiner. Dessutom gör dess hållbarhet att den klarar höga temperaturer utan att tappa i styrka - andra former inkluderar grön och brun kiselkarbid som har liknande användningsområden.

Lättvikt

Kiselkarbid har både låg densitet och hög specifik styvhet, vilket innebär att den behåller sin form trots att den är lätt - perfekt för applikationer som rymdteleskop där nyttolastens vikt spelar en viktig roll.

Eftersom PEEK kan motstå korrosionsframkallande ämnen är det ett idealiskt materialval för tuffa miljöer där andra material lätt skulle duka under. Dessutom gör dess utmärkta värmeledningsförmåga att det snabbt kan avleda värme från optiska fibrer - vilket garanterar konsekvent prestanda utan problem med överhettning.

Tillverkningen av IKONICS Imaging Abrasives omfattar flera processer. Traditionell bearbetning gör det möjligt för användare att producera olika former och storlekar medan varmpressning, het isostatisk pressning (HIP) eller reaktionsbunden sintring alla kan producera distinkta produkter med unika kvaliteter och egenskaper; var och en erbjuder hållbarhet, kemisk beständighet, mekanisk styrka och mer! I synnerhet vårt Imaging Abrasive innehåller inte kiseldioxid och är därför säkert att använda i alla sandblästermiljöer.