Siliciumcarbid, også kendt som carborundum, er en silicium-carbonforbindelse. Denne kemiske forbindelse er en bestanddel af mineralet moissanite. Den naturligt forekommende form for siliciumcarbid er opkaldt efter Dr. Ferdinand Henri Moissan, en fransk farmaceut. Moissanit findes typisk i små mængder i meteoritter, kimberlit og korund. Det er sådan det mest kommercielle siliciumcarbid fremstilles. Selvom naturligt forekommende siliciumcarbid er svært at finde på Jorden, er det rigeligt i rummet.
Variationer af siliciumcarbid
Siliciumcarbidprodukter fremstilles i fire former til brug i kommercielle tekniske applikationer. Disse omfatter bl.a
Sintret siliciumcarbid (SSiC)
Reaktionsbundet siliciumcarbid (RBSiC eller SiSiC)
Nitridbundet siliciumcarbid (NSiC)
Omkrystalliseret siliciumcarbid (RSiC)
Andre variationer af bindingen omfatter SIALON-bundet siliciumcarbid. Der er også CVD Silicon Carbide (CVD-SiC), som er en ekstremt ren form af forbindelsen fremstillet ved kemisk dampaflejring.
For at sintre siliciumcarbid er det nødvendigt at tilføje sintringshjælpemidler, som hjælper med at danne en flydende fase ved sintringstemperaturen, så siliciumcarbidkornene kan binde sammen.
Nøgleegenskaber af siliciumcarbid
Høj varmeledningsevne og lav varmeudvidelseskoefficient. Denne kombination af egenskaber giver enestående termisk stødmodstand, hvilket gør siliciumcarbidkeramik anvendelig i en lang række industrier. Det er også en halvleder, og dens elektriske egenskaber gør den velegnet til en lang række applikationer. Den er også kendt for sin ekstreme hårdhed og korrosionsbestandighed.
Anvendelser af siliciumcarbid
Siliciumcarbid kan bruges i en lang række industrier.
Dens fysiske hårdhed gør den velegnet til slibende bearbejdningsprocesser såsom slibning, honing, sandblæsning og vandstråleskæring.
Siliciumcarbids evne til at modstå ekstremt høje temperaturer uden at revne eller deformere bruges til fremstilling af keramiske bremseskiver til sportsvogne. Det bruges også som pansermateriale i skudsikre veste og som tætningsringmateriale til pumpeakseltætninger, hvor det ofte kører med høje hastigheder i kontakt med en siliciumcarbidtætning. Siliciumcarbids høje termiske ledningsevne, som er i stand til at sprede den friktionsvarme, der genereres af en gnidningsgrænseflade, er en væsentlig fordel i disse applikationer.
På grund af materialets høje overfladehårdhed bruges det i mange tekniske applikationer, hvor der kræves høje niveauer af modstand mod glidning, eroderende og ætsende slid. Typisk gælder dette komponenter, der anvendes i pumper eller ventiler i oliefeltsapplikationer, hvor konventionelle metalkomponenter vil udvise for høje slidhastigheder, hvilket fører til hurtigt svigt.
Sammensætningens enestående elektriske egenskaber som en halvleder gør den ideel til fremstilling af ultrahurtige og højspændingslysemitterende dioder, MOSFET'er og tyristorer til høj-effekt switching.
Dens lave varmeudvidelseskoefficient, hårdhed, stivhed og varmeledningsevne gør den ideel til astronomiske teleskopspejle. Tynd filamentpyrometri er en optisk teknik, der bruger siliciumcarbidfilamenter til at måle temperaturen af gasser.
Det bruges også i varmeelementer, der skal modstå ekstremt høje temperaturer. Det bruges også til at yde strukturel støtte i højtemperatur gaskølede atomreaktorer.
