Bei Atmosphärendruck gesintertes Siliziumkarbid ist ein nichtmetallisches Karbid mit kovalenten Bindungen zwischen Silizium und Kohlenstoff, dessen Härte nur von Diamant und Borkarbid übertroffen wird. Die chemische Formel lautet SiC. Die Kristalle sind farblos und erscheinen blau und schwarz, wenn sie oxidiert sind oder Verunreinigungen enthalten. Die Verformung von Siliziumkarbid mit Diamantstruktur wird allgemein als Schmirgel bezeichnet. Die Härte von Schmirgel kommt der von Diamant nahe, es ist thermisch gut belastbar und stabil gegenüber wässrigen Hydroxysäurelösungen und konzentrierter Schwefelsäure, jedoch instabil gegenüber Mischsäuren oder Phosphorsäure aus konzentrierter Wasserstoffperoxidsäure und Salpetersäure. Es wird durch in Hohlräumen schmelzende Basen differenziert. Man unterscheidet synthetisches und natürliches Siliziumkarbid. Natürliches Siliziumkarbid, auch Carbonit genannt, kommt hauptsächlich in Kimberlit und vulkanischem Amphibolit vor, ist jedoch in geringen Mengen vorhanden und hat keinen Abbauwert.
Industriell unter Atmosphärendruck gesintertes Siliziumkarbid ist eine Mischung aus -SiC und -SiC und ist in zwei Farben erhältlich: Schwarz und Grün. Reines Siliziumkarbid ist farblos und enthält Verunreinigungen in Schwarz, Grün, Blau und Gelb. Die Korngrenzen sind hexagonal und kubisch, der Kristall ist plattenförmig und säulenförmig. Der Glasglanz beträgt 3,17–3,47 g/cm³, die Morsehärte 9,2. Der Schmelzpunkt unter dem Mikroskop liegt bei 30.380–33.320 MPa: Bei Atmosphärendruck beginnt die Schmelze zu differenzieren, bei Erholungsatmosphäre beginnt die Schmelze zu differenzieren. Der Elastizitätskoeffizient beträgt 466.480 MPa. Die Zugfestigkeit beträgt 171,5 MPa. Die Druckfestigkeit beträgt 1.029 MPa. Der lineare Ausdehnungskoeffizient beträgt (25–1.000) 5,010–6/mK. Die Wärmeleitfähigkeit (20) beträgt 59 W/(mK). Chemische Stabilität, Kochen in HCl, H2SO4, HF führt nicht zu Erosion.
Je nach Verwendungszweck wird bei atmosphärischem Druck gesintertes Siliziumkarbid in Schleifmittel, feuerfestes Siliziumkarbid, Desoxidationsmittel, elektrisches Siliziumkarbid usw. unterteilt. Der SiC-Gehalt von Schleifsiliziumkarbid darf nicht weniger als 98 % betragen. Feuerfestes Siliziumkarbid wird unterteilt in: (1) schwarzes Siliziumkarbid mit verbesserten feuerfesten Daten, dessen SiC-Gehalt dem von Schleifsiliziumkarbid entspricht. (2) schwarzes Siliziumkarbid mit sekundären feuerfesten Daten, SiC-Gehalt über 90 %. (3) Der Gehalt an schwarzem Siliziumkarbid und SiC in feuerfesten Materialien niedriger Qualität darf nicht weniger als 83 % betragen. Der Gehalt an Siliziumkarbid und SiC in Desoxidationsmitteln muss im Allgemeinen über 90 % liegen. Allerdings kann auch die Isolierung von Kohlenstoffgraphitöfen in industriellen Graphitöfen mit einem Siliziumkarbidgehalt von über 45 % als Desoxidationsmittel in der Stahlherstellung verwendet werden. Siliziumkarbid als Desoxidationsmittel gibt es in zwei Arten von Pulverform und Formblock. Schwarzes Siliziumkarbid als Desoxidationspulver hat im Allgemeinen eine Partikelgröße von 4 bis 0,5 mm und 0,5 bis 0,1 mm.
Siliziumkarbid für Elektrizitätsunternehmen hat zwei Hauptkategorien
(1) Das für elektrische Heizelemente verwendete grüne Siliziumkarbid ist im Wesentlichen dasselbe wie das zum Schleifen verwendete grüne Siliziumkarbid.
(2) Siliziumkarbid für Ableiter stellt besondere Anforderungen an die elektrische Funktion und unterscheidet sich von schwarzem Siliziumkarbid zum Schleifen feuerfester Materialien.
Verwendung von atmosphärisch druckgesintertem Siliziumkarbid
Bei Atmosphärendruck gesinterte Siliziumkarbidprodukte verfügen über besondere Eigenschaften wie hohe Temperaturbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Hitzebeständigkeit, Feuerbeständigkeit, Strahlungsbeständigkeit sowie ausgezeichnete elektrische und thermische Leitfähigkeit usw. und werden in verschiedenen Bereichen der Volkswirtschaft breit eingesetzt. In China wird grünes Siliziumkarbid hauptsächlich als Schleifmittel verwendet. Aus schwarzem Siliziumkarbid werden Schleifsteine hergestellt, die häufig zum Schneiden und Schleifen von Materialien mit geringer Zugfestigkeit wie Glas, Keramik, Stein und feuerfesten Materialien sowie zum Schleifen von Gusseisenteilen und Nichteisenmetallen verwendet werden. Schleifsteine aus grünem Siliziumkarbid werden hauptsächlich zum Schleifen von Hartmetall, Titanlegierungen und optischem Glas sowie zum Schleifen von Zylinderlaufbuchsen und Schnellarbeitsstahlwerkzeugen verwendet. Schleifmittel aus kubischem Siliziumkarbid werden nur zum Ultrapräzisionsschleifen von Miniaturlagern verwendet. Die Verschleißfestigkeit von Turbinenlaufrädern kann durch galvanisches Aufbringen von SIC-Pulver erheblich verbessert werden. Durch mechanischen Druck, der das kubische SiC200-Mahlgut und das W28-Mikropulver an die Zylinderwand des Verbrennungsmotors drückt, kann die Lebensdauer des Zylinders mehr als verdoppelt werden.
Veröffentlichungszeit: 16. Juni 2023