Ränikarbiid, tuntud ka kui karborund, on räni-süsiniku ühend. See keemiline ühend on mineraalse moissaniidi koostisosa. Ränikarbiidi looduslikult esinev vorm on oma nime saanud prantsuse apteekri dr Ferdinand Henri Moissani järgi. Moissaniiti leidub tavaliselt väikestes kogustes meteoriitides, kimberliidis ja korundis. Nii valmistatakse enamik kaubanduslikku ränikarbiidi. Kuigi looduslikult esinevat ränikarbiidi on Maalt raske leida, leidub seda kosmoses külluslikult.

Ränikarbiidi variatsioonid

Ränikarbiidi tooteid toodetakse neljas vormis kasutamiseks kommertstehnilistes rakendustes. Need sisaldavad

Paagutatud ränikarbiid (SSiC)

Reaktsiooniga seotud ränikarbiid (RBSiC või SiSiC)

Nitriidiga seotud ränikarbiid (NSiC)

Ümberkristalliseeritud ränikarbiid (RSiC)

Muud võlakirja variatsioonid hõlmavad SIALONiga seotud ränikarbiidi. Samuti on olemas CVD ränikarbiid (CVD-SiC), mis on keemilise aur-sadestamise teel toodetud ühendi äärmiselt puhas vorm.

Ränikarbiidi paagutamiseks on vaja lisada paagutamise abiaineid, mis aitavad moodustada paagutamistemperatuuril vedelat faasi, võimaldades ränikarbiidi teradel omavahel siduda.

Ränikarbiidi peamised omadused

Kõrge soojusjuhtivus ja madal soojuspaisumistegur. See omaduste kombinatsioon tagab erakordse soojuslöögikindluse, muutes ränikarbiidist keraamika kasulikuks paljudes tööstusharudes. See on ka pooljuht ja selle elektrilised omadused muudavad selle sobivaks paljudeks rakendusteks. See on tuntud ka oma äärmise kõvaduse ja korrosioonikindluse poolest.

Ränikarbiidi rakendused

Ränikarbiidi saab kasutada paljudes tööstusharudes.

Selle füüsiline kõvadus muudab selle sobivaks abrasiivsete töötlemisprotsesside jaoks, nagu lihvimine, lihvimine, liivapritsiga töötlemine ja veejoaga lõikamine.

Ränikarbiidi võimet taluda ülikõrgeid temperatuure ilma pragunemise ja deformeerumiseta kasutatakse keraamiliste piduriketaste valmistamisel sportautodele. Seda kasutatakse ka soomusmaterjalina kuulikindlates vestides ja tihendusrõnga materjalina pumba võlli tihendite jaoks, kus see töötab sageli suurel kiirusel kokkupuutel ränikarbiidi tihendiga. Silicon Carbide'i kõrge soojusjuhtivus, mis suudab hajutada hõõrdumisliidese tekitatud hõõrdesoojust, on nendes rakendustes oluline eelis.

Materjali kõrge pinnakõvaduse tõttu kasutatakse seda paljudes insenertehnilistes rakendustes, kus nõutakse kõrget vastupidavust libisemisele, erosioonile ja söövitavale kulumisele. Tavaliselt kehtib see naftaväljade rakendustes pumpades või ventiilides kasutatavate komponentide kohta, kus tavapäraste metallosade kulumismäär võib põhjustada kiiret riket.

Ühendi erakordsed elektrilised omadused pooljuhina muudavad selle ideaalseks ülikiirete ja kõrgepinge valgusdioodide, MOSFET-ide ja türistorite tootmiseks suure võimsusega lülitamiseks.

Selle madal soojuspaisumistegur, kõvadus, jäikus ja soojusjuhtivus muudavad selle ideaalseks astronoomiliste teleskoobipeeglite jaoks. Õhuke filamentpüromeetria on optiline tehnika, mis kasutab gaaside temperatuuri mõõtmiseks ränikarbiidi filamente.

Seda kasutatakse ka kütteelementides, mis peavad taluma ülikõrgeid temperatuure. Seda kasutatakse ka kõrge temperatuuriga gaasjahutusega tuumareaktorite struktuurse toe pakkumiseks.