Kiselkarbid (SiC) är ett av de hårdaste ämnen som mänskligheten känner till. SiC finns naturligt som moissanitmineral och har massproducerats sedan 1893 för användning som slipmedel. SiC finns i olika polytyper som skiljer sig åt baserat på deras kristallgitterstrukturer.
Sintrad alfa-SiC påverkas av många faktorer, bland annat stora hålrum och krympsprickor som finns i utgångspulvret. Nya framsteg inom bearbetningstekniker har visat sig effektivt kunna minska sådana defekter och förbättra hållfastheten hos alfa-SiC.
Hårdhet
Alpha SiC sticker ut med sin hårdhet; med en Mohs-hårdhet på 13 är det en ovärderlig egenskap. Bara något mindre motståndskraftig än diamant och borkarbid gör alfa-SiC:s Mohs-hårdhet 13 den nästan oförstörbar, vilket gör den perfekt för slipning, kapning och polering med hög precision, t.ex. slipning av blad. Dessutom används alfa-SiC i tillverkningsapplikationer som munstycken, keramiska tätningsytor i militär utrustning samt i industriella tillverkningsapplikationer med hög belastning.
Hårdheten hos sintrad kiselkarbid beror på dess sintringstemperatur. Vid mycket höga temperaturer omvandlas den kubiska polytypfasen av a-SiC till hexagonal b-SiC under sintringen, vilket minskar hårdheten avsevärt.
Som en del av sintringsprocessen är det viktigt att se till att alla korn är enhetliga. Detta bidrar till att öka hårdheten samtidigt som slitstyrkan förbättras. Böjhållfasthet och brottseghet utvärderades också; höga halter av nano-b-SiC i matrisen ledde till minskade värden för brottseghet och böjhållfasthet medan lägre halter ökade dessa värden.
Täthet
Alfa sic-densiteten beror på flera faktorer, bland annat bearbetning (formning och bränning), materialets renhet, kornstorlek/morfologi/pororientering etc. Den ligger normalt mellan 41 Wm-1K-1; variationer beror på mättekniker.
Betakiselkarbid kan å andra sidan tillverkas med högre densitet än alfakiselkarbid och därmed ge överlägsna tätningsapplikationer tack vare sin täta mikrokristallina struktur jämfört med alfakiselkarbidens mer sfäriska form.
Materialets densifiering kan också påverkas av temperaturen. Flash-sintring kan t.ex. leda till ojämn temperaturfördelning och därmed en eventuell minskning av provmotståndet; detta problem kan undvikas genom värmeisolering och förbättrade elektrodgeometrier som används under sintringsprocesser.
Motståndskraft mot nötning
Nötningsbeständighet är en viktig egenskap hos material som används för industriella tillämpningar. Utrustning av konventionellt stål utsätts för gradvis mekanisk nötning med tiden, vilket minskar effektiviteten och ökar underhållets stilleståndstid för reparation eller utbyte. Däremot kan Hexoloy SiC motstå slitage från höghastighetsrotationskrafter samt partiklar som tränger in i den lättare än vad motsvarigheter av stål kan.
Alfa-kiselkarbid (a-SiC) har en attraktiv sphaleritkristallstruktur som ger den utmärkta kemiska och termiska egenskaper, inklusive extrem hårdhet som lämpar sig för slipmedel. Dessutom gör dess värmebeständighet a-SiC till ett idealiskt materialval för slampumpar, lager, munstycken, pumptrimkomponenter samt pappers- och textilkomponenter.
Sintrad alfa-kiselkarbid har en slutlig densitet på mer än 98% teoretiskt. En speciell sintringsprocess skapar ett ultrarent enfasigt material som kan motstå nötning och erosion. Dessutom gör den låga porositeten och den avancerade mikrostrukturen hexoloy satered alpha silicon carbide till en idealisk ersättning för traditionella industriella material som försämras med tiden i korrosiva miljöer.
Termisk konduktivitet
Värmeledningsförmågan (k) hos material mäter hur effektivt de leder värme, vilket gör det till en viktig egenskap för många applikationer som måste hålla höga temperaturer eller uthärda långvarig exponering för extrema värmeförhållanden.
Kiselkarbidpolymorfer inkluderar alfa-sic som en av de vanligaste formerna, med en hexagonal kristallstruktur som liknar den som finns i wurtzit och som bildas vid temperaturer över 1700 grader Celsius. På grund av sin överlägsna hårdhet och stabilitet i tuffa miljöer har alfa-kiselkarbid visat sig vara ett ovärderligt val för industriell användning.
Hexoloy SP SiC, sintrad alfa-sic, har utformats för optimal prestanda i applikationer med glidande kontakt, t.ex. mekaniska tätningsytor och produktsmorda lager. Denna sintrade alpha sic innehåller sfäriska porer som fungerar som reservoarer för att hålla kvar vätskefilmen på komponenternas ytor för självsmörjande verkan - vilket avsevärt överträffar konventionella reaktionsbundna och sintrade kiselkarbidmaterial under en mängd olika förhållanden.
Motståndskraft mot slitage
Alpha sic:s täthet, hårdhet och självskärpa gör det till ett idealiskt material för applikationer som kräver hög nötningsbeständighet, t.ex. skärverktyg. Även om det primära användningsområdet kan vara slipmedel eller skärverktyg, finns det andra användningsområden, t.ex. mekaniska rustningar, sprut- och blästermunstycken, sintrade slitdelar och keramer.
Sinterren alfa-kiselkarbid ger enastående slitstyrka, särskilt mot nötning och slagskador. Dessutom tål den mycket höga temperaturer utan att utsättas för korrosion eller erosionsskador och erbjuder stor korrosions- och erosionsbeständighet.
Hexoloy SP SiC är ett sintrat material av alfa-kiselkarbid som är särskilt utvecklat för glidkontakttillämpningar som mekaniska tätningsytor och produktsmorda lager, där de unika sfäriska porerna fungerar som vätske- eller smörjmedelsreservoarer och överträffar konventionella reaktionsbundna och sintrade alfa-kiselkarbider under olika driftsförhållanden.
Borrero-Lopez och hans kollegor undersökte effekten av den intergranulära fasens kemi på glidslitaget hos LPS a-SiC-keramer som tillverkats i en atmosfär rik på kväve (N2) för sintring. Sintring under denna atmosfär resulterade i att kväve införlivades i kristallina y3Al5O12 intergranulära faser som sedan solid-lösningshärdades, vilket ledde till förbättrad glidslitstyrka hos dessa keramer.
Swedish 
English