Onder atmosferische druk gesinterd siliciumcarbide is een niet-metallisch carbide met covalente bindingen tussen silicium en koolstof. De hardheid ervan is na diamant en boorcarbide de hoogste. De chemische formule is SiC. Het bestaat uit kleurloze kristallen, die blauw of zwart van kleur zijn wanneer ze geoxideerd zijn of onzuiverheden bevatten. De vervorming van siliciumcarbide met een diamantstructuur wordt over het algemeen amaril genoemd. De hardheid van amaril benadert die van diamant, het heeft een goede thermische stabiliteit, is stabiel in waterige oplossingen van hydroxyzuren en geconcentreerd zwavelzuur, maar onstabiel in mengsels van zuren of fosforzuur, geconcentreerd waterstofsap en salpeterzuur. Het smelt in een holle atmosfeer. Er wordt onderscheid gemaakt tussen synthetisch siliciumcarbide en natuurlijk siliciumcarbide. Natuurlijk siliciumcarbide, ook wel carboniet genoemd, wordt voornamelijk gevonden in kimberliet en vulkanisch amfiboliet, maar de hoeveelheid is klein en het heeft geen economische waarde.
Industrieel gesinterd siliciumcarbide onder atmosferische druk is een mengsel van α-SiC en β-SiC en komt voor in twee kleuren: zwart en groen. Zuiver siliciumcarbide is kleurloos, met onzuiverheden in de kleuren zwart, groen, blauw en geel. Het heeft hexagonale en kubische korrelgrenzen, de kristalstructuur is plaatvormig en samengesteld kolomvormig. Het heeft een glasachtige glans, een dichtheid van 3,17 ~ 3,47 g/cm³, een Morse-hardheid van 9,2 en een smeltpunt van 30380 ~ 33320 MPa. Het smeltpunt begint bij atmosferische druk bij 2050 °C en bij herstel bij 2600 °C. De elasticiteitscoëfficiënt is 466,480 MPa. De treksterkte is 171,5 MPa. De druksterkte is 1029 MPa. De lineaire uitzettingscoëfficiënt is (25 ~ 1000) 5,010 ~ 6/. De thermische geleidbaarheid (20) is 59 W/(mK). Chemische stabiliteit: koken in HCl, H2SO4 en HF zal niet aantasten.
Afhankelijk van de verschillende toepassingen wordt siliciumcarbide dat onder atmosferische druk is gesinterd, onderverdeeld in schuurmiddel, vuurvast materiaal, deoxidatiemiddel, elektrisch siliciumcarbide, enzovoort. Het SiC-gehalte van schuurmiddel siliciumcarbide mag niet lager zijn dan 98%. Vuurvast siliciumcarbide wordt onderverdeeld in: (1) hoogwaardig vuurvast zwart siliciumcarbide, met een SiC-gehalte dat exact gelijk is aan dat van slijpsiliciumcarbide. (2) secundair vuurvast zwart siliciumcarbide, met een SiC-gehalte van meer dan 90%. (3) Het gehalte aan zwart siliciumcarbide en SiC in laagwaardig vuurvast materiaal mag niet lager zijn dan 83%. Het gehalte aan siliciumcarbide en SiC dat in deoxidatiemiddelen wordt gebruikt, moet over het algemeen boven de 90% liggen. Echter, voor isolatie van koolstofhoudende industriële grafietovens kan siliciumcarbide met een siliciumcarbidegehalte van meer dan 45% ook als deoxidatiemiddel in de staalproductie worden gebruikt. Siliciumcarbide als deoxidatiemiddel is verkrijgbaar in poedervorm en als gegoten blok. Poedervormig deoxidatiemiddel, zwart siliciumcarbide, heeft over het algemeen een deeltjesgrootte van 4 tot 0,5 mm en 0,5 tot 0,1 mm.
Siliciumcarbide voor elektriciteitsbedrijven kent twee hoofdcategorieën.
(1) Het groene siliciumcarbide dat voor elektrische verwarmingselementen wordt gebruikt, is in wezen hetzelfde als het groene siliciumcarbide dat voor slijpen wordt gebruikt.
(2) Siliciumcarbide voor de bliksemafleider heeft speciale elektrische functie-eisen, die verschillen van de gegevens voor zwart siliciumcarbide voor het slijpen van vuurvast materiaal.
Gebruik van onder atmosferische druk gesinterd siliciumcarbide
Onder atmosferische druk gesinterde siliciumcarbideproducten hebben speciale eigenschappen zoals hoge temperatuurbestendigheid, slijtvastheid, hittebestendigheid, brandwerendheid, stralingsbestendigheid, uitstekende elektrische en thermische geleidbaarheid, enz., en worden op grote schaal gebruikt in diverse sectoren van de nationale economie. In China wordt groen siliciumcarbide voornamelijk gebruikt als schuurmiddel. Zwart siliciumcarbide wordt gebruikt voor het maken van slijpstenen, die vaak worden gebruikt voor het snijden en slijpen van materialen met een lage treksterkte, zoals glas, keramiek, steen, vuurvaste materialen, en ook voor het slijpen van gietijzeren onderdelen en non-ferrometalen. Slijpstenen van groen siliciumcarbide worden vooral gebruikt voor het slijpen van hardmetaal, titaniumlegeringen, optisch glas, en ook voor het slijpen van cilinderbussen en snelstaalgereedschappen. Kubisch siliciumcarbide schuurmiddel wordt uitsluitend gebruikt voor het ultraprecisieslijpen van miniatuurlagers. De slijtvastheid van turbine-waaiers kan aanzienlijk worden verbeterd door ze door middel van galvanisatie te voorzien van een siliciumcarbidepoederlaag. Door mechanische druk toe te passen om de kubieke SiC200-korrels en het W28-micropoeder tegen de cilinderwand van de verbrandingsmotor te duwen, kan de levensduur van de cilinder meer dan verdubbeld worden.
Geplaatst op: 16 juni 2023