Kiselkarbid och karborundum

Kiselkarbid (SiC) är en hård kemisk förening som består av kisel och kol och som förekommer naturligt som moissanit, men massproduktionen inleddes 1893 för användning som slipmaterial. SiC kan också kombineras för att bilda mycket slitstarka keramer som används för applikationer som kräver hög uthållighet, t.ex. skottsäkra västar.

Det är ett hårt material

Kiselkarbid (SiC), vanligen kallat karborundum, är ett extremt hårt slipmaterial som används för att rengöra produkter, förbereda ytor för målning och avlägsna gamla ytbehandlingar från produkters ytor. SiC är också en effektiv bränslekälla i maskiner som pumpar och kompressorer, samt ingår i blästerutrustning som skjuter slipmedel i hög hastighet över ytor.

Kiseldioxid är ett extremt hårt material och har ett av de bredaste bandgapen för halvledare på marknaden; endast diamant, kubisk bornitrid och borkarbid överträffar det i hårdhet. Kiselkarbid tillverkas genom att kisel och kol reagerar vid hög temperatur i syrefria miljöer och finns i olika former som pulver, fiberavlagringar eller fast material för användning.

Modern tillverkning av kiselkarbid för användning inom slipmedels-, metallurgi- och eldfasthetsindustrin följer den metod som utvecklades av Edward Goodrich Acheson. Rå kiselsand och kol i form av mald koks kombineras i en Acheson grafitelektrisk motståndsugn där en elektrisk ström passerar genom en ledare som utlöser kemiska reaktioner mellan de båda materialen, vilket ger kiselkarbidgöt som sedan bearbetas vidare för olika tillämpningar.

Den är slipande

Kiselkarbid (SiC) är ett elektriskt ledande material med utmärkt slitstyrka, hög värmeledningsförmåga och låg värmeutvidgningskoefficient. Som slipmaterial erbjuder det olika industriella användningsområden - det är ett alternativ till korund- och diamantslipmedel med deras överlägsna slitstyrka; och kan till och med användas som spegelmaterial för astronomiska teleskop! Kiselkarbid kan användas som slipskivor och skärverktyg vid slipning samt som skottsäkra västar, keramiska plattor eller strukturmaterial som innehåller kiselkarbidkomponenter som strukturmaterial mot skottsäkra västar eller diamantslipmedel! Det spelar till och med en avgörande roll inom astronomin med spegelmaterial som används på spegelteleskop!

GCC är ett halvledarmaterial med brett bandgap och låg resistans vid högre temperaturer, vilket leder till förbättrad energieffektivitet och energibesparing. Dessutom är det ett utmärkt eldfast material med överlägsen hårdhet, kemisk stabilitet och korrosionsbeständighet. GCC är ett utmärkt alternativ till volframkarbid.

Tillverkning av kiselkarbid kräver stora mängder råmaterial. Dessa kan komma från olika avfallsströmmar, t.ex. fast kommunalt avfall (MSW). MSW bör återvinnas på ett hållbart sätt för att minimera miljömässiga, sociala och ekonomiska effekter på alla nivåer.

Det är ett bränsle

Kiselkarbid, mer allmänt kallat karborundum, är ett inert syntetiskt material som består av kisel- och kolatomer som bildar en hård och hållbar syntetisk förening som kallas karborundum. Vanliga användningsområden för kiselkarbid är slipskivor, skärverktyg samt slipmedel av papper och tyg; dessutom har det egenskaper med brett bandgap som möjliggör elöverföring vid höga temperaturer.

Aluminiumpulver används som ett integrerat råmaterial vid tillverkning av silikonharts och har andra användningsområden som ståltillverkning och eldfasta applikationer. Dess motståndskraft mot termisk chock, korrosion och slitage gör det särskilt fördelaktigt i högtemperaturtillämpningar som elektriska ugnsfoder och värmeelement.

Syntetisk kiselkarbid kan produceras med olika metoder, inklusive sintring och varmpressning, men dessa processer kräver hög energiförbrukning och resulterar ofta i agglomerering. En nyligen genomförd studie där man tillsatte 3 vikt% lantan till den karbotermiska reduktionsprocessen minskade kraven på aktiveringsenergi och temperaturbehov under bildningen - vilket ledde till tätare pelletsbildning vid 64-68% teoretisk densitet.

Det är en halvledare

Kiselkarbid (SiC) är ett halvledarmaterial med brett bandgap och låga energikrav för att flytta elektroner till dess ledningsband, vilket gör det möjligt att uppnå högre elektriska fält vid genombrott än många andra material och utmärkt värmeledningsförmåga. Tack vare denna kombination av egenskaper är SiC ett attraktivt materialval för användning i applikationer inom energisektorn.

Syntetisk moissanit kan framställas genom smältning och kylning av kristallint SiC i en elektrisk ugn samt genom kemisk förångningsdeposition; denna metod använder prekursorer som polykarbosilaner eller poly(metylsilyn) som prekursorer för att framställa homoepitaxiella eller heteroepitaxiella skikt av SiC.

Kiselkarbid utmärker sig bland hårda keramer genom sin mycket låga elasticitetsmodul och utmärkta slitstyrka, korrosionsbeständighet, elektriska isolering, korrosionsbeständiga egenskaper och utmärkta slitstyrka. På grund av dessa egenskaper har den blivit ett populärt val för blixtavledare och bildelar; dessutom används den i kompositpansar/skottsäkra västar som Dragon Skin som produceras av Pinnacle Armor; tillverkning av skärverktyg/slipmedel; samt tillverkning av produktionslinjer för gasturbinmunstycksventiler/munstycksventilkåpor/munstycksventilventiler samt tillverkning av skyddsbeläggningar för stål-/aluminiumkomponenter som finns inom petrokemiska industrier.

Det är en pärla

Kiselkarbid (SiC) är en extremt hård förening av kisel och kol som utgör en av de hårdaste ädelstenarna på jorden och har ett högre brytningsindex än diamant. SiC finns både som slipmaterial och smycken och dess produktion i laboratorier är mindre skadlig för miljön än diamantbrytning; dessutom är det mycket mer kostnadseffektivt - du kan köpa en motsvarande mängd för mycket mindre pengar!

Moissanite identifierades först som ett sällsynt mineral 1893 och produceras än idag som pulveriserat SiC för användning i slipmedel och halvledare, ädelstensslipning genom sintring av korn och som det tredje hårdaste material som människan känner till (det rankas som nummer tre efter diamant och borkarbid).

Moissanite produceras genom att kombinera kisel och kol i en miljö med högt tryck och temperatur, vilket ger stora kristaller som sedan kan göras till smycken. Processen är dock mycket komplex och exakta tekniker måste användas för att producera kristaller av högsta kvalitet. Moissanite-produktionen använder Lely-metoden som gör det möjligt för forskare att kontrollera alla element som bildar dess kristaller.