Силициевият карбид, известен също като карборунд, е силициево-въглеродно съединение. Това химично съединение е съставна част на минерала муасанит. Естествено срещащата се форма на силициевия карбид е кръстена на д-р Фердинанд Анри Моасан, френски фармацевт. Моасанитът обикновено се намира в малки количества в метеорити, кимберлит и корунд. Ето как се прави повечето търговски силициев карбид. Въпреки че естественият силициев карбид е труден за намиране на Земята, той е изобилен в космоса.

Вариации на силициевия карбид

Продуктите от силициев карбид се произвеждат в четири форми за използване в търговски инженерни приложения. Те включват

Спечен силициев карбид (SSiC)

Реакционно свързан силициев карбид (RBSiC или SiSiC)

Свързан с нитрид силициев карбид (NSiC)

Прекристализиран силициев карбид (RSiC)

Други варианти на връзката включват SIALON свързан силициев карбид. Има и CVD силициев карбид (CVD-SiC), който е изключително чиста форма на съединението, получено чрез химическо отлагане на пари.

За да се синтерова силициев карбид, е необходимо да се добавят спомагателни вещества за синтероване, които спомагат за образуването на течна фаза при температурата на синтероване, което позволява на зърната на силициевия карбид да се свържат заедно.

Основни свойства на силициевия карбид

Висока топлопроводимост и нисък коефициент на топлинно разширение. Тази комбинация от свойства осигурява изключителна устойчивост на термичен шок, което прави керамиката от силициев карбид полезна в широк спектър от индустрии. Освен това е полупроводник и неговите електрически свойства го правят подходящ за широк спектър от приложения. Също така е известен със своята изключителна твърдост и устойчивост на корозия.

Приложения на силициев карбид

Силициевият карбид може да се използва в широк спектър от индустрии.

Неговата физическа твърдост го прави подходящ за процеси на абразивна обработка като шлайфане, хонинговане, пясъкоструене и рязане с водна струя.

Способността на силициевия карбид да издържа на изключително високи температури без напукване или деформиране се използва при производството на керамични спирачни дискове за спортни автомобили. Използва се и като материал за броня в бронирани жилетки и като материал за уплътнителен пръстен за уплътнения на вал на помпата, където често се движи при високи скорости в контакт с уплътнение от силициев карбид. Високата топлопроводимост на силициевия карбид, който е в състояние да разсее топлината от триене, генерирана от триещата се повърхност, е значително предимство в тези приложения.

Поради високата повърхностна твърдост на материала, той се използва в много инженерни приложения, където се изискват високи нива на устойчивост на плъзгане, ерозионно и корозионно износване. Обикновено това се отнася за компоненти, използвани в помпи или клапани в приложения в петролни находища, където конвенционалните метални компоненти биха показали прекомерни нива на износване, водещи до бърза повреда.

Изключителните електрически свойства на съединението като полупроводник го правят идеално за производство на ултрабързи и високоволтови диоди, излъчващи светлина, MOSFET и тиристори за превключване с висока мощност.

Неговият нисък коефициент на топлинно разширение, твърдост, твърдост и топлопроводимост го правят идеален за огледала за астрономически телескопи. Пирометрията с тънки нишки е оптична техника, която използва нишки от силициев карбид за измерване на температурата на газовете.

Използва се и в нагревателни елементи, които трябва да издържат на изключително високи температури. Използва се и за осигуряване на структурна опора във високотемпературни ядрени реактори с газово охлаждане.