Piikarbidi (SiC), joka tunnetaan usein Karborundumon erittäin kova piistä ja hiilestä koostuva yhdiste. Tämä yhdiste on ihanteellinen ratkaisu lukemattomiin sovelluksiin, koska se kestää erittäin hyvin kulutusta, kemikaaleja ja korroosiota. Sen erinomaiset ominaisuudet, kuten alhainen tiheys, alhainen lämpölaajeneminen, erinomainen kemikaalien kestävyys, korkea lämpöshokkien kestävyys, korkea kulumisen ja kovuuden kestävyys, korkea lujuus, korkea lämpötilakestävyys ja korkea lämpötilalujuus, tekevät siitä erinomaisen valinnan monille eri teollisuudenaloille.

Piikarbidi: Hiilidioksidi: Lyhyt historiallinen katsaus

Piikarbidin historia ulottuu 1800-luvulle. Amerikkalaisen keksijän Edward Achesonin ansioksi lasketaan ihmisen valmistaman piikarbidin kaupallinen kehittäminen vuonna 1890. Hän kehitti prosessin, joka tunnetaan nykyään Acheson-prosessina ja joka on nykyäänkin tärkein piikarbidin valmistusmenetelmä.

Piikarbidin valmistusprosessi

Piikarbidin valmistusprosessi voidaan jakaa kahteen päävaiheeseen. Ensimmäisessä vaiheessa tuotetaan raakaa piikarbidia, joka sisältää yleensä halkaisijaltaan vähintään 3/8 tuuman kokoisia piikarbidikimpaleita. Tämän jälkeen piikarbidiraaka-aine murskataan ja lajitellaan valmiiksi rakeiksi ja jauheiksi asiakkaille myytäväksi.

Piikarbidi luonnossa

Mielenkiintoista on, että piikarbidia esiintyy myös luonnossa. Sen luonnollinen esiintyminen on kuitenkin erittäin harvinaista, ja sitä esiintyy erittäin pieniä määriä tietyntyyppisissä meteoriiteissa, korundiesiintymissä ja kimberliiteissä. Avaruudessa ja meteoriiteissa esiintyvä piikarbidi on lähes yksinomaan beetapolymorfista.

Läpimurto piikarbidin valmistuksessa

Piikarbidin valmistuksen läpimurto tapahtui, kun Carborundum Company, jonka Washington Mills osti vuonna 1986, aloitti piikarbidin valmistuksen. Yritysostoon kuului piikarbidin käsittelylaitos Niagara Fallsissa, New Yorkissa.

Piikarbidin ominaisuudet

Piikarbidi on erittäin kova yhdiste, joka on Mohsin asteikolla 9,1, ja sen lämmönjohtavuus on korkea, 100 W/m-K. Se on kovempaa kuin alumiinioksidi, ja sillä on lohkomainen raekoko, joka hajoaa teräviksi sirpaleiksi.

Piikarbidin laajamittainen tuotanto

Yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka edistivät piikarbidin laajamittaista tuotantoa, oli Edward Goodrich Achesonin keksimä sähköinen panosuuni. Uunia käytettiin irtotavarana olevan piikarbidin valmistukseen, aluksi hioma-aineeksi.

Piikarbidin sovellukset

Piikarbidijauheella on lukuisia käyttötarkoituksia. Sen kovuus ja lämmönkestävyys tekevät siitä ihanteellisen materiaalin käytettäväksi hiovissa työstöprosesseissa, kuten hionnassa, hoonauksessa, vesisuihkuleikkauksessa ja hiekkapuhalluksessa. Piikarbidia käytetään myös rakenteellisissa sovelluksissa, kuten komposiittipanssareissa ja luodinkestävien liivien keraamisissa levyissä.

Piikarbidi elektroniikassa

Piikarbidi on muuttanut elektroniikan maailmaa. Sitä käytetään puolijohde-elektroniikkalaitteissa, jotka toimivat korkeissa lämpötiloissa tai korkeissa jännitteissä tai molemmissa. Piikarbidijauhe oli ensimmäinen kaupallisesti merkittävä puolijohdemateriaali, ja sitä käytetään edelleen tehoelektroniikassa.

Piikarbidin tulevaisuuden mahdollisuudet

Piikarbidin tulevaisuus näyttää lupaavalta. Jatkuvan tutkimuksen ja kehityksen myötä piikarbidille on löytymässä uusia sovelluksia ja mahdollisuuksia. Kun tarve suuritehoisiin laitteisiin kasvaa, piikarbidin merkitys jokapäiväisessä elämässämme vain kasvaa.