Physikalische Eigenschaften von Siliziumkarbid
Siliziumkarbid ist nach Diamant und Borkarbid eines der härtesten Industriematerialien und seine starke kovalente Bindung verleiht ihm eine hervorragende mechanische und thermische Leistung. Die Mohs-Härte beträgt etwa 9,0 bis 9,5, die Dichte beträgt 3,1 bis 3,3 g pro Kubikzentimeter, die Zersetzungstemperatur liegt über etwa 2700 Grad C, die Wärmeleitfähigkeit beträgt je nach Kristalltyp und Reinheit etwa 120 bis 270 W pro Meter pro Kelvin, die Wärmeausdehnung ist gering mit ausgezeichneter Thermoschockbeständigkeit und das elektrische Verhalten ist halbleitend und variiert je nach Reinheit, Kristallstruktur und Temperatur.
Hohe Härte und Verschleißfestigkeit
Aufgrund der Mohs-Härte von etwa 9,0 bis 9,5 eignet sich SiC für Schleifscheiben, Schneidschleifmittel, verschleißfeste Komponenten und technische Keramikteile und behält seine Leistung auch unter starken mechanischen Verschleißbedingungen bei.
Hohe-Temperaturstabilität
SiC behält seine strukturelle Stabilität bei extrem hohen Temperaturen mit einer Zersetzungstemperatur über 2700 Grad C, eine ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit und einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten bei. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet es sich für Ofenkomponenten, Brennhilfsmittel und feuerfeste Hochtemperaturprodukte. Eine hohe Wärmeleitfähigkeit verbessert die Wärmeübertragungseffizienz, die Temperaturgleichmäßigkeit und die Wärmemanagementleistung.
Chemische Eigenschaften und Oxidationsverhalten
Siliziumkarbid weist eine ausgezeichnete chemische Stabilität auf und widersteht im Allgemeinen Salzsäure, Schwefelsäure und vielen korrosiven Umgebungen sowie einer guten Beständigkeit gegen alkalische Umgebungen bei normalen Temperaturen. Wenn SiC bei hohen Temperaturen Sauerstoff ausgesetzt wird, durchläuft es zwei Oxidationsstufen: Bei der aktiven Oxidation bei etwa 600 bis 900 °C entstehen gasförmige Produkte, während bei passiver Oxidation über etwa 1000 °C eine schützende Siliziumdioxidschicht auf der Oberfläche entsteht, die die weitere Oxidation verlangsamt und die Haltbarkeit bei hohen Temperaturen verbessert.
Metallurgische Reaktivität und Typunterschiede
Bei Anwendungen in der Stahlherstellung und in der Gießerei fungiert SiC als kombinierte Silizium- und Kohlenstoffquelle für die Siliziumzugabe, Kohlenstoffanpassung, Desoxidationsunterstützung und verbesserte Metallreinheit. Green SiC bietet eine höhere Reinheit und Härte für Präzisionsschleifmittel und Hochleistungskeramik; schwarzes SiC bietet Zähigkeit und Kosteneffizienz für Metallurgie, Feuerfestmaterialien und allgemeine Schleifmittel; feines Pulver verbessert das Sinterverhalten; und metallurgisches SiC dient der Stahlherstellung und Aufkohlung. Die Reinheitsanforderungen reichen von 85 bis 99 Prozent für die Stahlherstellung, von mittel bis hoch für feuerfeste Materialien, hoch für Schleifmittel und extrem hoch, typischerweise 99,99 Prozent oder mehr, für Halbleiter.
Häufig gestellte Fragen
F: Welche Härte hat Siliziumkarbid?
A: Ungefähr 9,0 bis 9,5 Mohs, eines der härtesten Industriematerialien.
F: Schmilzt Siliziumkarbid?
A: Bei Atmosphärendruck schmilzt es nicht normal; es zersetzt sich oberhalb von etwa 2700 Grad C.
F: Wie hoch ist die Wärmeleitfähigkeit?
A: Etwa 120 bis 270 W pro Meter und Kelvin, je nach Typ und Reinheit.
F: Wie widersteht SiC der Oxidation?
A: Oberhalb von etwa 1000 Grad C bildet sich eine schützende SiO2-Schicht, die die weitere Oxidation verlangsamt.
F: Welche Wirkung hat SiC bei der Stahlherstellung?
A: Es liefert Silizium und Kohlenstoff für die Desoxidation, Aufkohlung und Behandlung von geschmolzenem Metall.
F: Welche Reinheit ist für Halbleiter erforderlich?
A: Ultra-hochreiner-elektronischer Reinheitsgrad, im Allgemeinen 99,99 Prozent oder mehr.
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