Siliciumkarbid (SiC), ofte anerkendt som Karborundumer en meget hård forbindelse, der består af silicium og kulstof. Denne forbindelse er en ideel løsning til et utal af anvendelser på grund af sin ekstreme modstandsdygtighed over for slid, kemikalier og korrosion. Dens overlegne egenskaber, herunder lav massefylde, lav termisk udvidelse, fremragende kemisk modstandsdygtighed, høj modstandsdygtighed over for termisk chok, høj slidstyrke og hårdhed, høj styrke, modstandsdygtighed over for høje temperaturer og styrke over for høje temperaturer, gør den til et fremragende valg til en lang række industrier.

Siliciumcarbid: Et kort historisk overblik

Siliciumcarbid har en rig historie, der går tilbage til det 19. århundrede. Edward Acheson, en amerikansk opfinder, krediteres for den kommercielle udvikling af menneskeskabt siliciumcarbid i 1890. Han formulerede en proces, der nu er kendt som Acheson-processen, og som fortsat er den primære metode til fremstilling af siliciumcarbid i dag.

Fremstillingsprocessen for siliciumcarbid

Processen med at fremstille siliciumcarbid kan opdeles i to hovedtrin. Det første trin involverer produktion af SiC-råolie, som generelt omfatter SiC-klumper med en diameter på 3/8 tomme eller mere. Herefter knuses og sorteres det rå siliciumcarbid til færdige kornstørrelser og pulvere, som sælges til kunderne.

Siliciumcarbid i naturen

Interessant nok findes siliciumcarbid også i naturen. Den naturlige forekomst er dog ekstremt sjælden og findes i meget små mængder i visse typer meteoritter, korundaflejringer og kimberlit. Det siliciumcarbid, der findes i rummet og i meteoritter, er næsten udelukkende beta-polymorfen.

Gennembrud i fremstilling af siliciumcarbid

Gennembruddet i fremstillingen af siliciumcarbid kom, da Carborundum Company, som blev opkøbt af Washington Mills i 1986, begyndte at fremstille siliciumcarbid. Opkøbet omfattede et anlæg til forarbejdning af siliciumcarbid i Niagara Falls, New York.

Egenskaber ved siliciumcarbid

Siliciumcarbid er en ekstremt hård forbindelse med en værdi på 9,1 på Mohs-skalaen og har en høj varmeledningsevne på 100 W/m-K. Det er hårdere end aluminiumoxid og har et blokagtigt korn, som nedbrydes til skarpe splinter.

Produktion af siliciumcarbid i stor skala

En af de største bidragydere til den omfattende produktion af siliciumcarbid var Edward Goodrich Achesons opfindelse af den elektriske batch-ovn. Ovnen blev brugt til at fremstille bulk-SiC, oprindeligt til brug som slibemiddel.

Anvendelser af siliciumcarbid

Siliciumcarbidpulver har et væld af anvendelsesmuligheder. Dets hårdhed og varmebestandighed gør det til et ideelt materiale til brug i slibende bearbejdningsprocesser som f.eks. slibning, honing, vandstråleskæring og sandblæsning. Siliciumcarbid bruges også i strukturelle anvendelser, f.eks. i kompositpanser og i keramiske plader i skudsikre veste.

Siliciumcarbid i elektronik

Siliciumcarbid har været en game-changer i elektronikkens verden. Det bruges i halvlederelektroniske enheder, der arbejder ved høje temperaturer eller høje spændinger eller begge dele. Siliciumcarbidpulver var det første kommercielt vigtige halvledermateriale og bruges fortsat i effektelektronik.

Fremtidige muligheder med siliciumcarbid

Fremtiden for siliciumcarbid ser lovende ud. Med løbende forskning og udvikling finder siliciumcarbid nye anvendelser og muligheder. I takt med at vores behov for højtydende enheder vokser, vil betydningen af siliciumcarbid i vores dagligdag kun blive større.