کاربید سیلیکون که با نام کربوراندوم نیز شناخته می شود، یک ترکیب سیلیکون-کربن است. این ترکیب شیمیایی جزء ماده معدنی موسانیت است. شکل طبیعی کاربید سیلیکون به نام دکتر فردیناند هنری مویسان، داروساز فرانسوی نامگذاری شده است. مویسانیت به طور معمول در مقادیر بسیار کمی در شهاب سنگ ها، کیمبرلیت و کوراندوم یافت می شود. بیشتر کاربید سیلیکون تجاری اینگونه ساخته می شود. اگرچه یافتن سیلیکون کاربید طبیعی در زمین دشوار است، اما در فضا فراوان است.

انواع کاربید سیلیکون

محصولات سیلیکون کاربید به چهار شکل برای استفاده در کاربردهای مهندسی تجاری تولید می شوند. این شامل

سیلیکون کاربید متخلخل (SSiC)

سیلیکون کاربید پیوندی با واکنش (RBSiC یا SiSiC)

سیلیکون کاربید با پیوند نیترید (NSiC)

سیلیکون کاربید تبلور مجدد (RSiC)

سایر تغییرات پیوند شامل سیلیکون کاربید باند شده SIALON است. همچنین CVD سیلیکون کاربید (CVD-SiC) وجود دارد که شکل بسیار خالصی از ترکیب تولید شده توسط رسوب شیمیایی بخار است.

به منظور تف جوشی کاربید سیلیکون، لازم است مواد کمکی تف جوشی اضافه شود که به تشکیل فاز مایع در دمای زینترینگ کمک می کند و به دانه های کاربید سیلیکون اجازه می دهد به یکدیگر متصل شوند.

خواص کلیدی سیلیکون کاربید

هدایت حرارتی بالا و ضریب انبساط حرارتی پایین. این ترکیب از خواص مقاومت فوق العاده ای در برابر شوک حرارتی ایجاد می کند و سرامیک کاربید سیلیکون را در طیف وسیعی از صنایع مفید می کند. همچنین یک نیمه هادی است و خواص الکتریکی آن آن را برای طیف وسیعی از کاربردها مناسب می کند. همچنین به دلیل سختی بسیار زیاد و مقاومت در برابر خوردگی شناخته شده است.

کاربردهای سیلیکون کاربید

سیلیکون کاربید را می توان در طیف وسیعی از صنایع استفاده کرد.

سختی فیزیکی آن، آن را برای فرآیندهای ماشینکاری ساینده مانند سنگ زنی، سنگ زنی، سندبلاست و برش واترجت مناسب می کند.

توانایی سیلیکون کاربید برای تحمل دمای بسیار بالا بدون ترک خوردن یا تغییر شکل در ساخت دیسک‌های ترمز سرامیکی برای خودروهای اسپرت استفاده می‌شود. همچنین به عنوان یک ماده زره در جلیقه های ضد گلوله و به عنوان یک ماده حلقه آب بندی برای مهر و موم محور پمپ استفاده می شود، جایی که اغلب در تماس با مهر و موم کاربید سیلیکون با سرعت بالا کار می کند. رسانایی حرارتی بالای سیلیکون کاربید، که قادر است گرمای اصطکاکی ایجاد شده توسط یک رابط مالشی را دفع کند، یک مزیت قابل توجه در این کاربردها است.

به دلیل سختی سطح بالای این ماده، در بسیاری از کاربردهای مهندسی که سطوح بالایی از مقاومت در برابر لغزش، فرسایش و سایش خورنده مورد نیاز است، استفاده می شود. به طور معمول، این برای قطعات مورد استفاده در پمپ ها یا شیرها در کاربردهای میدان نفتی، که در آن اجزای فلزی معمولی نرخ سایش بیش از حد را نشان می دهند که منجر به خرابی سریع می شود، صدق می کند.

خواص الکتریکی استثنایی این ترکیب به عنوان یک نیمه هادی، آن را برای ساخت دیودهای ساطع نور فوق سریع و ولتاژ بالا، ماسفت ها و تریستورها برای سوئیچینگ با توان بالا ایده آل می کند.

ضریب انبساط حرارتی پایین، سختی، سفتی و هدایت حرارتی آن، آن را برای آینه های تلسکوپ نجومی ایده آل می کند. پیرومتری رشته نازک یک تکنیک نوری است که از رشته های کاربید سیلیکون برای اندازه گیری دمای گازها استفاده می کند.

همچنین در عناصر گرمایشی که باید دماهای بسیار بالا را تحمل کنند استفاده می شود. همچنین برای ارائه پشتیبانی ساختاری در راکتورهای هسته‌ای با دمای بالا که با گاز خنک می‌شوند، استفاده می‌شود.