Kiselkarbid (SiC) användes ursprungligen som slipmedel på 1800-talet, och precisionsbearbetning av SiC har blivit viktigt i många industrier idag. SiC, som även kallas karborundum, är känt för att ha unika fysiska egenskaper som gör det lämpligt för vissa tillämpningar.
Glasavfall kan omvandlas till SiC-baserad keramik med hjälp av elektrisk ljusbågsbearbetning utan vakuum. Resultaten av denna studie visar att detta material matchar kommersiellt tillgängligt SiC-pulver när det gäller hårdhet och densitet under liknande sintringsförhållanden.
Hårdhet
Kiselkarbidglasets hårdhet härrör från dess struktur. Atomer av kisel och kol är ordnade hexagonalt, vilket ger en hög hårdhetsgrad och utmärkt slitstyrka i alla miljöer. Kiselkarbid är näst diamant det hårdaste glaset när det gäller fysisk hårdhet.
Svart kiseldioxidkarbid kan omvandla betong till en extremt elastisk yta som är motståndskraftig mot halka. En typisk applicering är att breda den över torr skakning och lätt spackla den över betongytan; detta bäddar in dess granulat djupt i den för långsiktig halkbeständighet.
Kiselkarbid kan också användas som blästermedel för att etsa betongytor, vilket ofta används i eldfasta applikationer för att avlägsna kalk och korrosion från ugnar eller för att förbereda betongen för ytterligare behandlingar.
Karborundum (SiC) är ett utmärkt materialval för olika tillämpningar, t.ex. mekaniska tätningar, pumpdelar och utrustning för halvledarbearbetning. SiC tål temperaturer på upp till 1400degC samtidigt som det förblir kemiskt inert och hårt. Dessutom erbjuder solidfasesintrad kiselkarbid exceptionell kemisk resistens och hårdhet jämfört med finkeramer som t.ex. aluminiumoxid. Därför är det ett idealiskt materialval i kemiskt aggressiva miljöer och vid höga temperaturer.
Täthet
Densiteten hos kiselkarbidglas är en viktig komponent i dess förmåga att stödja högpresterande hologram. Material med lägre densitet gör det möjligt att skriva ut på lättare substrat, vilket minskar den totala systemvikten och optimerar formfaktorn enligt applikationskraven. Dessutom kan andra föreningar förändra denna densitet avsevärt.
Kiselkarbidens densitet varierar mellan 1,7 och 1,9 g/cm3, vilket gör den mycket lägre än kiseldioxidens densitet på 2,65 g/cm3. Jämfört med andra glas har kiselkarbid högre smältpunkter och hastighet samt högre värmeledningsförmåga och värmeutvidgningskoefficientvärden än jämförbara glas.
Metas banbrytande lösning för optisk raffinering av SiC använder avancerad materialvetenskap och tillverkningsteknik för att raffinera SiC och frigöra dess fulla potential, vilket revolutionerar hur detta otroliga material används och revolutionerar marknaden med oöverträffad effektprestanda och effekttäthet i en branschdefinierande formfaktor.
Kiselkarbidproduktion innebär vanligtvis att olika typer av glasavfall bearbetas med ljusbågsplasma. Denna metod gör det möjligt att omvandla avfall till kiselkarbid utan att behöva vakuumutrustning och utan att producera några oönskade biprodukter som bornitrid eller oxidationsprodukter som annars skulle kunna bidra till överskott av borosilikatbildning och påskynda CMC-nedbrytningshastigheten.
Termisk konduktivitet
Värmeledningsförmåga mäter hur lätt värme rör sig genom material. Den mäts i termer av W * m-1 * K-1 och uttrycks antingen som en skalär eller en andra rangens tensor; dess definition kan tas som den mängd värme som överförs per tidsenhet över temperaturgradienter.
Icke-metalliska material har annorlunda termiska egenskaper än metaller. Deras värmeledningsförmåga (TC) minskar vid temperaturer under deras Debye-temperatur på grund av bärarspridning från defekter; denna effekt kan minskas genom att förbättra kristallkvaliteten; för skiktstrukturer beror detta förhållande på hur många lager som finns medan monolagerstrukturer beror på en Umklapp-effekt som förkortar effektiva fononers genomsnittliga fria vägar vilket resulterar i kortare värmeledningsförmåga.
Värmeledningsförmågan hos fasta ämnen kan också påverkas av deras fasförändringar; till exempel har is lägre värmeledningsförmåga än flytande vatten vid liknande temperaturer på grund av att den har en mer isotropisk kristallstruktur än dess motsvarighet i flytande vatten.
Kiselkarbid (SiC) har använts sedan 1800-talet som slip- och hårdpåsättningsmaterial. Idag är precisionsbearbetning av SiC nödvändig för att uppfylla industrins krav. SiC kan fylla många funktioner i en applikation, t.ex. som isolator för att upprätthålla en jämn miljö i en applikation och i optik för att ge tydliga hologram utan regnbågseffekter vid visning i olika ljus och miljöer.
Termisk expansionskoefficient
Termisk expansionskoefficient (CTE) mäter förhållandet mellan linjär och volymetrisk termisk expansion över temperaturområdet och används som en indikator på den påfrestning som temperaturökningar ger upphov till i material. CTE-värden kan hjälpa till att beräkna spänningar som orsakas av ökade temperaturer.
Kiselkarbidglas framstår som ett idealiskt material för applikationer i extrema miljöer tack vare sin mycket låga värmeutvidgningskoefficient (CTex) och värmeledningsförmåga, vilket gör att det kan motstå extrema temperaturer samtidigt som det förblir strukturellt starkt. Dessutom gör dess lägre CTE vibrationer och stötar mindre skadliga.
I denna studie undersöktes CTE för flera olika prover av SiOC och visade sig vara jämförbar med den för smält kiseldioxid. Det bör noteras att segregerat kol har ett enormt inflytande på CTE för SiOC-glaskeramik; med CTE-värden som ökar när kolinnehållet ökar.
CTE för kiselkarbidglas kan mätas med ett dilatometriskt test, som mäter längdförändringar orsakade av temperaturförändringar. CTE-mätningar kan också göras med andra instrument som kapacitansdilatometrar och interferometriska dilatometrar, men vid mätning av CTE i glas eller keramik krävs noggrann kalibrering för att undvika fel i samband med temperaturberoende förändringar av elasticitetsmodulen.
Swedish 
English