Szilícium-karbid (SiC), gyakran elismert karborundum, egy rendkívül kemény, szilíciumból és szénből álló vegyület. Ez a vegyület a kopással, vegyszerekkel és korrózióval szembeni rendkívüli ellenállóképessége miatt ideális megoldásnak bizonyul számtalan alkalmazáshoz. Kiváló tulajdonságai, többek között az alacsony sűrűség, az alacsony hőtágulás, a kiváló vegyszerállóság, a nagy hőállóság, a nagy kopásállóság és keménységállóság, a nagy szilárdság, a magas hőmérsékletállóság és a magas hőmérsékleti szilárdság miatt kiváló választás a legkülönbözőbb iparágak számára.

Szilícium-karbid: Rövid történelmi áttekintés

A szilíciumkarbid gazdag múltra tekint vissza, amely egészen a 19. századig nyúlik vissza. Edward Acheson amerikai feltalálónak tulajdonítják a mesterséges szilícium-karbid kereskedelmi célú fejlesztését 1890-ben. Ő dolgozta ki a ma Acheson-eljárás néven ismert eljárást, amely ma is a szilíciumkarbid előállításának elsődleges módszere.

A szilíciumkarbid gyártási folyamata

A szilíciumkarbid gyártási folyamata két fő lépésre osztható. Az első lépés a SiC nyersanyag előállítása, amely általában 3/8 hüvelyk vagy annál nagyobb átmérőjű SiC-rögöket tartalmaz. Ezt követően a szilíciumkarbid nyersanyagot összezúzzák és a vevőknek történő értékesítés céljából szemcseméretű és por alakúra osztályozzák.

Szilícium-karbid a természetben

Érdekes módon a szilícium-karbid a természetben is megtalálható. Természetes előfordulása azonban rendkívül ritka, és csak nagyon kis mennyiségben található meg bizonyos típusú meteoritokban, korundlelőhelyeken és kimberlitekben. Az űrben és a meteoritokban található szilícium-karbid szinte kizárólag a béta-polimorf.

Áttörés a szilícium-karbid gyártásában

A szilícium-karbid gyártásában az áttörés akkor következett be, amikor a Carborundum Company, amelyet 1986-ban a Washington Mills felvásárolt, megkezdte a szilícium-karbid gyártását. Ez a felvásárlás magában foglalt egy szilíciumkarbid-feldolgozó üzemet a New York állambeli Niagara Fallsban.

A szilícium-karbid tulajdonságai

A szilíciumkarbid rendkívül kemény vegyület, a Mohs-skálán 9,1-es értékkel, és magas, 100 W/m-K hővezetési tényezővel rendelkezik. Keményebb, mint az alumínium-oxid, és tömbszerű szemcsékkel rendelkezik, amelyek éles szilánkokra törnek szét.

Szilícium-karbid széles körű gyártása

A szilíciumkarbid széles körű előállításához nagyban hozzájárult Edward Goodrich Acheson találmánya, az elektromos szakaszos kemence. A kemencét ömlesztett SiC gyártására használták, kezdetben csiszolóanyagként való felhasználásra.

A szilícium-karbid alkalmazásai

A szilícium-karbid por számos felhasználási területet foglal magában. Keménysége és hőállósága ideális anyaggá teszi a csiszoló megmunkálási eljárásokban, például csiszolásban, élezésben, vízsugaras vágásban és homokfúvásban való felhasználásra. A szilíciumkarbidot szerkezeti alkalmazásokban is használják, például kompozit páncélokban és a golyóálló mellények kerámialemezeiben.

Szilícium-karbid az elektronikában

A szilícium-karbid megváltoztatta az elektronika világát. Olyan félvezető elektronikai eszközökben használják, amelyek magas hőmérsékleten vagy magas feszültségen, vagy mindkettőn működnek. A szilícium-karbid por volt az első kereskedelmi szempontból fontos félvezető anyag, és ma is használják a teljesítményelektronikában.

A szilícium-karbid jövőbeli lehetőségei

A szilíciumkarbid jövője ígéretesnek tűnik. A folyamatos kutatás és fejlesztés révén a szilíciumkarbid új alkalmazásokat és lehetőségeket talál. Ahogy a nagy teljesítményű eszközök iránti igényünk növekszik, a szilícium-karbid jelentősége mindennapi életünkben csak növekedni fog.