Silīcija karbīds, pazīstams arī kā karborunds, ir silīcija-oglekļa savienojums. Šis ķīmiskais savienojums ir minerālā moissanīta sastāvdaļa. Dabiski sastopamā silīcija karbīda forma ir nosaukta franču farmaceita doktora Ferdinanda Anrī Moisāna vārdā. Moisanīts nelielos daudzumos parasti ir atrodams meteorītos, kimberlītā un korundā. Tādā veidā tiek izgatavots vairums komerciālo silīcija karbīdu. Lai gan dabā sastopamo silīcija karbīdu uz Zemes ir grūti atrast, kosmosā tas ir daudz.

Silīcija karbīda variācijas

Silīcija karbīda izstrādājumi tiek ražoti četros veidos izmantošanai komerciālos inženiertehniskos lietojumos. Tie ietver

Saķepināts silīcija karbīds (SSiC)

Reakcijai piesaistīts silīcija karbīds (RBSiC vai SiSiC)

Ar nitrīdu savienots silīcija karbīds (NSiC)

Rekristalizēts silīcija karbīds (RSiC)

Citas obligācijas variācijas ietver SIALON piesaistīto silīcija karbīdu. Ir arī CVD silīcija karbīds (CVD-SiC), kas ir ārkārtīgi tīra savienojuma forma, kas iegūta ķīmiskās tvaiku pārklāšanas rezultātā.

Lai saķepinātu silīcija karbīdu, ir jāpievieno saķepināšanas palīglīdzekļi, kas saķepināšanas temperatūrā palīdz veidot šķidru fāzi, ļaujot silīcija karbīda graudiem savienoties kopā.

Silīcija karbīda galvenās īpašības

Augsta siltumvadītspēja un zems siltuma izplešanās koeficients. Šī īpašību kombinācija nodrošina izcilu termiskā trieciena izturību, padarot silīcija karbīda keramiku noderīgu daudzās nozarēs. Tas ir arī pusvadītājs, un tā elektriskās īpašības padara to piemērotu plašam lietojumu klāstam. Tas ir arī pazīstams ar savu ārkārtējo cietību un izturību pret koroziju.

Silīcija karbīda pielietojumi

Silīcija karbīdu var izmantot dažādās nozarēs.

Tā fiziskā cietība padara to piemērotu abrazīvās apstrādes procesiem, piemēram, slīpēšanai, slīpēšanai, smilšu strūklu un griešanai ar ūdens strūklu.

Silīcija karbīda spēja izturēt ārkārtīgi augstu temperatūru bez plaisāšanas vai deformācijas tiek izmantota sporta automobiļu keramisko bremžu disku ražošanā. To izmanto arī kā bruņu materiālu ložu necaurlaidīgās vestēs un kā blīvgredzena materiālu sūkņa vārpstas blīvēm, kur tas bieži darbojas lielā ātrumā, saskaroties ar silīcija karbīda blīvējumu. Silīcija karbīda augstā siltumvadītspēja, kas spēj izkliedēt berzes siltumu, ko rada berzes saskarne, ir būtiska priekšrocība šajos lietojumos.

Materiāla augstās virsmas cietības dēļ to izmanto daudzos inženiertehniskos lietojumos, kur nepieciešama augsta izturība pret slīdēšanu, eroziju un koroziju. Parasti tas attiecas uz detaļām, ko izmanto sūkņos vai vārstos naftas atradņu lietojumos, kur parastajām metāla detaļām ir pārmērīgs nodiluma līmenis, kas izraisa ātru atteici.

Savienojuma kā pusvadītāja izcilās elektriskās īpašības padara to ideāli piemērotu īpaši ātru un augstsprieguma gaismas diožu, MOSFET un tiristoru ražošanai lielas jaudas pārslēgšanai.

Tā zemais termiskās izplešanās koeficients, cietība, stingums un siltumvadītspēja padara to ideāli piemērotu astronomisko teleskopu spoguļiem. Plāna pavediena pirometrija ir optiska metode, kurā gāzu temperatūras mērīšanai izmanto silīcija karbīda pavedienus.

To izmanto arī sildelementos, kuriem jāiztur ārkārtīgi augsta temperatūra. To izmanto arī, lai nodrošinātu strukturālu atbalstu augstas temperatūras gāzi dzesējamos kodolreaktoros.