Silicijum karbid, takođe poznat kao karborund, je jedinjenje silicijum-ugljik. Ovaj hemijski spoj je sastavni dio minerala moissanite. Prirodni oblik silicijum karbida nazvan je po dr. Ferdinandu Henri Moissanu, francuskom farmaceutu. Moissanit se obično nalazi u malim količinama u meteoritima, kimberlitu i korundu. Ovako se proizvodi većina komercijalnih silicijum karbida. Iako je prirodni silicijum karbid teško pronaći na Zemlji, u svemiru ga ima u izobilju.
Varijacije silicijum karbida
Proizvodi od silicijum karbida proizvode se u četiri oblika za upotrebu u komercijalnim inženjerskim aplikacijama. To uključuje
Sinterovani silicijum karbid (SSiC)
Reakciono vezani silicijum karbid (RBSiC ili SiSiC)
Nitridno vezani silicijum karbid (NSiC)
Rekristalizovani silicijum karbid (RSiC)
Ostale varijacije veze uključuju SIALON vezani silicijum karbid. Tu je i CVD silicijum karbid (CVD-SiC), koji je izuzetno čist oblik jedinjenja proizvedenog hemijskim taloženjem pare.
Da bi se sinterovao silicijum karbid, potrebno je dodati pomoćna sredstva za sinterovanje koja pomažu da se formira tečna faza na temperaturi sinterovanja, omogućavajući zrncima silicijum karbida da se povežu.
Ključna svojstva silicijum karbida
Visoka toplotna provodljivost i nizak koeficijent toplotnog širenja. Ova kombinacija svojstava pruža izuzetnu otpornost na toplotni udar, čineći keramiku od silicijum karbida korisnom u širokom spektru industrija. Takođe je poluprovodnik i njegova električna svojstva ga čine pogodnim za širok spektar primena. Takođe je poznat po svojoj ekstremnoj tvrdoći i otpornosti na koroziju.
Primjena silicijum karbida
Silicijum karbid se može koristiti u širokom spektru industrija.
Njegova fizička tvrdoća čini ga pogodnim za procese abrazivne obrade kao što su brušenje, honovanje, pjeskarenje i rezanje vodenim mlazom.
Sposobnost silicijum karbida da izdrži ekstremno visoke temperature bez pucanja ili deformisanja koristi se u proizvodnji keramičkih kočionih diskova za sportske automobile. Također se koristi kao oklopni materijal u pancirima i kao materijal za brtvljenje za zaptivke vratila pumpe, gdje često radi pri velikim brzinama u kontaktu sa zaptivkom od silicijum karbida. Visoka toplotna provodljivost silicijum karbida, koja je u stanju da rasprši toplotu trenja koju stvara trljajući interfejs, je značajna prednost u ovim primenama.
Zbog velike površinske tvrdoće materijala, koristi se u mnogim inženjerskim aplikacijama gdje su potrebne visoke razine otpornosti na klizanje, erozivno i korozivno trošenje. Tipično, ovo se odnosi na komponente koje se koriste u pumpama ili ventilima u primjenama na naftnim poljima, gdje bi konvencionalne metalne komponente pokazale pretjeranu stopu habanja što dovodi do brzog kvara.
Izuzetna električna svojstva ovog spoja kao poluvodiča čine ga idealnim za proizvodnju ultrabrzih i visokonaponskih dioda koje emituju svjetlost, MOSFET-a i tiristora za prebacivanje velike snage.
Njegov nizak koeficijent termičkog širenja, tvrdoća, krutost i toplotna provodljivost čine ga idealnim za ogledala astronomskih teleskopa. Pirometrija tankih filamenata je optička tehnika koja koristi filamente od silicijum karbida za merenje temperature gasova.
Također se koristi u grijaćim elementima koji moraju izdržati ekstremno visoke temperature. Također se koristi za pružanje strukturalne podrške u nuklearnim reaktorima na visokim temperaturama hlađenim plinom.
