Kiselkarbid (SiC), ofta känt som karborundumär en mycket hård förening som består av kisel och kol. Denna förening är en idealisk lösning för en mängd olika tillämpningar tack vare sin extrema motståndskraft mot slitage, kemikalier och korrosion. Dess överlägsna egenskaper, inklusive låg densitet, låg termisk expansion, utmärkt kemisk beständighet, hög motståndskraft mot termisk chock, hög slitstyrka och hårdhet, hög hållfasthet, hög temperaturbeständighet och hög temperaturstyrka, gör det till ett utmärkt val för en mängd olika industrier.

Kiselkarbid: En kort historisk översikt

Kiselkarbid har en rik historia som sträcker sig tillbaka till 1800-talet. Edward Acheson, en amerikansk uppfinnare, anses ha stått för den kommersiella utvecklingen av kiselkarbid som tillverkats av människor 1890. Han formulerade en process, nu känd som Acheson-processen, som fortsätter att vara den primära metoden för att producera kiselkarbid idag.

Tillverkningsprocessen för kiselkarbid

Processen för tillverkning av kiselkarbid kan delas in i två huvudsteg. Det första steget innebär produktion av SiC-råvara, som i allmänhet inkluderar SiC-klumpar med en diameter på 3/8 tum eller mer. Därefter krossas och graderas kiselkarbidråvaran till färdiga storlekar av korn och pulver för försäljning till kunder.

Kiselkarbid i naturen

Intressant nog finns kiselkarbid också i naturen. Dess naturliga förekomst är dock extremt sällsynt och finns i mycket små mängder i vissa typer av meteoriter, korundfyndigheter och kimberlit. Den kiselkarbid som finns i rymden och i meteoriter är nästan uteslutande beta-polymorf.

Genombrott inom tillverkning av kiselkarbid

Genombrottet för kiselkarbidtillverkningen kom när Carborundum Company, som förvärvades av Washington Mills 1986, började tillverka kiselkarbid. I förvärvet ingick en anläggning för bearbetning av kiselkarbid i Niagara Falls, New York.

Egenskaper hos kiselkarbid

Kiselkarbid är en extremt hård förening, med klassificeringen 9,1 på Mohs-skalan, och har en hög värmeledningsförmåga på 100 W/m-K. Det är hårdare än aluminiumoxid och har ett blockigt korn som bryts ned i vassa flisor.

Produktion av kiselkarbid i stor skala

En av de viktigaste faktorerna som bidrog till den storskaliga produktionen av kiselkarbid var Edward Goodrich Achesons uppfinning av den elektriska satsugnen. Ugnen användes för att tillverka SiC i bulk, ursprungligen för användning som slipmedel.

Användningsområden för kiselkarbid

Kiselkarbidpulver har en mängd olika användningsområden. Dess hårdhet och värmebeständighet gör det till ett idealiskt material för användning i abrasiva bearbetningsprocesser som slipning, honing, vattenstråleskärning och sandblästring. Kiselkarbid används också i strukturella applikationer, t.ex. i kompositpansar och i keramiska plattor i skottsäkra västar.

Kiselkarbid i elektronik

Kiselkarbid har förändrat spelplanen inom elektronikvärlden. Det används i halvledarelektronikenheter som arbetar vid höga temperaturer eller höga spänningar, eller både och. Kiselkarbidpulver var det första kommersiellt viktiga halvledarmaterialet och används fortfarande inom kraftelektronik.

Framtida möjligheter med kiselkarbid

Framtiden för kiselkarbid ser lovande ut. Med kontinuerlig forskning och utveckling hittar kiselkarbid nya tillämpningar och möjligheter. I takt med att vårt behov av högeffektiva enheter växer, kommer kiselkarbidens betydelse i vårt dagliga liv bara att öka.