Silicio karbidas, taip pat žinomas kaip karborundas, yra silicio ir anglies junginys. Šis cheminis junginys yra mineralinio moissanito sudedamoji dalis. Natūrali silicio karbido forma pavadinta prancūzų vaistininko daktaro Ferdinando Henri Moissano vardu. Moissanitas paprastai nedideliais kiekiais randamas meteorituose, kimberlite ir korunde. Taip gaminamas dauguma komercinių silicio karbido. Nors natūralaus silicio karbido Žemėje sunku rasti, kosmose jo gausu.
Silicio karbido variantai
Silicio karbido gaminiai gaminami keturių formų, skirtų naudoti komercinėse inžinerijos srityse. Jie apima
Sukepintas silicio karbidas (SSiC)
Reakciniu būdu surištas silicio karbidas (RBSiC arba SiSiC)
Nitridu sujungtas silicio karbidas (NSiC)
Perkristalizuotas silicio karbidas (RSiC)
Kiti jungties variantai apima SIALON surištą silicio karbidą. Taip pat yra CVD silicio karbido (CVD-SiC), kuris yra ypač gryna junginio forma, gaunama cheminiu garų nusodinimu.
Norint sukepinti silicio karbidą, reikia pridėti sukepinimo pagalbinių medžiagų, kurios padeda susidaryti skystai fazei sukepinimo temperatūroje ir leidžia silicio karbido grūdeliams susijungti.
Pagrindinės silicio karbido savybės
Didelis šilumos laidumas ir mažas šilumos plėtimosi koeficientas. Šis savybių derinys suteikia išskirtinį atsparumą šiluminiam smūgiui, todėl silicio karbido keramika yra naudinga įvairiose pramonės šakose. Jis taip pat yra puslaidininkis, todėl dėl savo elektrinių savybių jis tinkamas įvairioms reikmėms. Jis taip pat žinomas dėl savo ypatingo kietumo ir atsparumo korozijai.
Silicio karbido pritaikymas
Silicio karbidas gali būti naudojamas įvairiose pramonės šakose.
Dėl fizinio kietumo jis tinkamas abrazyvinio apdirbimo procesams, tokiems kaip šlifavimas, šlifavimas, smėliavimas ir pjovimas vandens srove.
Silicio karbido gebėjimas atlaikyti itin aukštą temperatūrą be įtrūkimų ir deformacijų panaudojamas gaminant keraminius stabdžių diskus sportiniams automobiliams. Jis taip pat naudojamas kaip šarvų medžiaga neperšaunamose liemenėse ir kaip sandarinimo žiedo medžiaga siurblio velenų sandarikliams, kur dažnai veikia dideliu greičiu, kai liečiasi su silicio karbido sandarikliu. Didelis silicio karbido šilumos laidumas, galintis išsklaidyti trinties šilumą, kurią sukuria trinties sąsaja, yra reikšmingas pranašumas šiose srityse.
Dėl didelio medžiagos paviršiaus kietumo jis naudojamas daugelyje inžinerinių programų, kur reikalingas didelis atsparumas slydimui, eroziniam ir koroziniam nusidėvėjimui. Paprastai tai taikoma komponentams, naudojamiems siurbliuose arba vožtuvuose naftos telkiniuose, kur įprasti metaliniai komponentai labai susidėvi, todėl greitai sugenda.
Dėl išskirtinių puslaidininkio junginio elektrinių savybių jis idealiai tinka gaminti ypač greitus ir aukštos įtampos šviesos diodus, MOSFET ir tiristorius, skirtus didelės galios perjungimui.
Dėl mažo šiluminio plėtimosi koeficiento, kietumo, standumo ir šilumos laidumo jis idealiai tinka astronominiams teleskopiniams veidrodžiams. Plonų gijų pirometrija yra optinis metodas, kai dujų temperatūrai matuoti naudojami silicio karbido siūlai.
Jis taip pat naudojamas kaitinimo elementuose, kurie turi atlaikyti itin aukštą temperatūrą. Jis taip pat naudojamas teikti struktūrinę paramą aukštos temperatūros dujomis aušinamuose branduoliniuose reaktoriuose.
