Siliciumcarbide (SiC), vaak herkend als carborundumis een bijzonder harde verbinding die bestaat uit silicium en koolstof. Door zijn extreme weerstand tegen slijtage, chemicaliën en corrosie vormt deze verbinding een ideale oplossing voor een groot aantal toepassingen. De superieure eigenschappen, waaronder lage dichtheid, lage thermische uitzetting, uitstekende chemische weerstand, hoge weerstand tegen thermische schokken, hoge slijtvastheid en hardheid, hoge sterkte, weerstand tegen hoge temperaturen en sterkte bij hoge temperaturen, maken het een uitstekende keuze voor een breed scala aan industrieën.

Siliciumcarbide: Een kort historisch overzicht

Siliciumcarbide heeft een rijke geschiedenis die teruggaat tot de 19e eeuw. Aan Edward Acheson, een Amerikaanse uitvinder, wordt de commerciële ontwikkeling van door de mens gemaakt siliciumcarbide in 1890 toegeschreven. Hij stelde een proces op dat nu bekend staat als het Acheson proces en dat vandaag de dag nog steeds de primaire methode is om siliciumcarbide te produceren.

Het productieproces van siliciumcarbide

Het productieproces van siliciumcarbide kan worden onderverdeeld in twee hoofdstappen. De eerste stap is de productie van ruwe SiC, dat over het algemeen bestaat uit SiC-klonten met een diameter van 3/8 inch of meer. Daarna wordt de ruwe siliciumcarbide vermalen en gesorteerd tot afgewerkte korrels en poeders voor de verkoop aan klanten.

Siliciumcarbide in de natuur

Interessant genoeg komt siliciumcarbide ook in de natuur voor. Het komt in de natuur echter uiterst zelden voor en wordt in minieme hoeveelheden gevonden in bepaalde soorten meteorieten, korundafzettingen en kimberliet. Het siliciumcarbide dat in de ruimte en in meteorieten wordt gevonden, is bijna uitsluitend de bèta-polymorf.

Doorbraak in de productie van siliciumcarbide

De doorbraak in de productie van siliciumcarbide kwam toen de Carborundum Company, die in 1986 werd overgenomen door Washington Mills, begon met de productie van siliciumcarbide. Deze overname omvatte een fabriek voor de verwerking van siliciumcarbide in Niagara Falls, New York.

Eigenschappen van siliciumcarbide

Siliciumcarbide is een extreem harde samenstelling, met een waarde van 9,1 op de schaal van Mohs, en heeft een hoog warmtegeleidingsvermogen van 100 W/m-K. Het is harder dan aluminiumoxide en heeft een blokvormige korrel die uiteenvalt in scherpe splinters.

Grootschalige productie van siliciumcarbide

Een van de belangrijkste bijdragen aan de productie van siliciumcarbide op grote schaal was de uitvinding van de elektrische batchoven door Edward Goodrich Acheson. De oven werd gebruikt om SiC in bulk te produceren, aanvankelijk voor gebruik als schuurmiddel.

Toepassingen van Siliciumcarbide

Siliciumcarbidepoeder heeft een groot aantal toepassingen. De hardheid en hittebestendigheid maken het een ideaal materiaal voor gebruik in abrasieve bewerkingsprocessen zoals slijpen, honen, waterstraalsnijden en zandstralen. Siliciumcarbide wordt ook gebruikt in structurele toepassingen, zoals in composietbepantsering en in keramische platen in kogelvrije vesten.

Siliciumcarbide in elektronica

Siliciumcarbide heeft de wereld van de elektronica veranderd. Het wordt gebruikt in halfgeleiderelektronica die werkt bij hoge temperaturen of hoge spanningen, of beide. Siliciumcarbidepoeder was het eerste commercieel belangrijke halfgeleidermateriaal en wordt nog steeds gebruikt in vermogenselektronica.

Toekomstige mogelijkheden met siliciumcarbide

De toekomst van siliciumcarbide ziet er veelbelovend uit. Door voortdurend onderzoek en ontwikkeling vindt siliciumcarbide nieuwe toepassingen en mogelijkheden. Naarmate onze behoefte aan krachtige apparaten groeit, zal het belang van siliciumcarbide in ons dagelijks leven alleen maar toenemen.