Siliziumkarbid-Keramik

Siliciumcarbid (auch Karborundum genannt) ist eine anorganische chemische Verbindung, die in der Natur nur in sehr begrenzten Mengen als Moissanit vorkommt, aber seit 1893 als Schleifmittel in Form von Pulver und Kristallen in großen Mengen hergestellt wird. Es zeichnet sich durch eine hervorragende Korrosions- und Verschleißfestigkeit sowie einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine ausgezeichnete chemische Stabilität aus, weshalb es von der Industrie sehr geschätzt wird.

Hochtemperaturfestigkeit

Siliziumkarbidkeramik ist eines der härtesten und beständigsten keramischen Materialien, das hohen Temperaturen problemlos standhält, ohne unter Druck zu zerbrechen. Dank dieser Eigenschaft ist Siliziumkarbidkeramik auch unter extremen Bedingungen - wie chemischer Korrosion oder Temperaturschock - ein idealer Werkstoff für industrielle Anwendungen.

Siliziumkarbidkeramik ist dafür bekannt, dass sie außergewöhnlich hart ist und gleichzeitig einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, wodurch sie sich für Anwendungen in chemischen Fabriken, Chemieanlagen und Industrieanlagen eignet, die großer Hitze und hohem Druck ausgesetzt sind. Darüber hinaus kann Siliziumkarbidkeramik aufgrund dieser Kombination mechanischem Verschleiß und Abrieb widerstehen, ohne bei Stoßbelastungen zu reißen oder zu brechen. Diese Eigenschaft macht Siliziumkarbidkeramik zu einer unschätzbaren Lösung.

Siliziumkarbidkeramik ist bekannt für ihre hervorragenden elektrischen Isolationseigenschaften und eignet sich daher für Anwendungen, die ein hohes Maß an Leitfähigkeit erfordern, wie z. B. die Herstellung von Widerständen und Varistoren. Siliziumkarbidkeramik wird bei Anwendungen in der Halbleiterfertigung aufgrund ihrer Widerstandsfähigkeit gegen chemische Angriffe bei hohen Temperaturen und ihrer Festigkeitseigenschaften zunehmend anderen Optionen vorgezogen, so dass sie sich für Wafer-Tray-Träger, Paddles und andere Anwendungen in der Halbleiterfertigung eignet. Stahlpanzer sind aufgrund ihrer überlegenen Abriebfestigkeit und ballistischen Leistung häufig das bevorzugte Material für den ballistischen Schutz von Hartpanzern. Außerdem sind sie wesentlich leichter als Aluminiumoxidpanzer und ermöglichen einen effizienteren und wirtschaftlicheren Betrieb von Fahrzeugen in Bezug auf Betriebs- und Wartungskosten. Keramische Panzerungen haben auch ihre eigenen Vorteile, wenn es um den ballistischen Schutz von Hartpanzern geht, da ihre hohe Abriebfestigkeit die Wartungskosten für Fahrzeuge, die sie verwenden, im Vergleich zu Stahl- oder Aluminiumoxidpanzern senkt.

Ausgezeichnete Verschleißfestigkeit

Siliziumkarbid ist eine der härtesten und beständigsten feuerfesten Keramiken und bietet eine hervorragende Beständigkeit gegen Säuren und Laugen bei gleichzeitig geringer Wärmeausdehnung und chemischer Stabilität. Darüber hinaus eignet sich Siliciumcarbid aufgrund seiner hohen Oxidationsbeständigkeit für Hochtemperatur-Bauvorhaben wie Chemieanlagen, Mühlen oder Expander.

Siliziumkarbid zeichnet sich unter den keramischen Werkstoffen durch überlegene mechanische Eigenschaften und Fertigungstechniken im Vergleich zu AlN, z. B. Aluminiumnitrid (AlN), aus. Siliziumkarbid wird daher in vielen anspruchsvollen Bereichen eingesetzt, z. B. im 3D-Druck, in der Ballistik, bei der Papierherstellung und in der chemischen Produktion sowie in hydraulischen/pneumatischen Dichtungen für Pumpen und Antriebssysteme.

Die Verschleißfestigkeit von Siliziumkarbid wurde für eine Reihe von Bodenbedingungen nachgewiesen. Nitridgebundenes SiC zeigte eine höhere Verschleißfestigkeit als Stähle und Borkarbid; in mittelschweren und schweren Böden zerkratzten jedoch lose Sandkörner die Reibungsfläche, während weiche Partikel Mikroschnitte und Furchen auf der Oberfläche verursachten.

Die hohe Verschleißfestigkeit von SiC ist auf seine Härte und chemische Stabilität zurückzuführen. Hinzu kommen hervorragende elektrische Isolationseigenschaften, ein hoher Elastizitätsmodul, ein niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient, niedrige Kosten pro Flächeneinheit und ein breites Spektrum an Verwendungsmöglichkeiten, z. B. für Verschleißplatten und Auskleidungen.

Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient

Der niedrige Wärmeausdehnungskoeffizient von Siliziumkarbidkeramik macht es zu einem vielseitigen Werkstoff, der sich für viele verschiedene Anwendungen eignet, von Strahlmittel für Düsen bis hin zu korrosions- und verschleißfesten Dichtungskomponenten in Pumpen und Gleitringdichtungen. Dank seiner leichten Zusammensetzung, seiner universellen chemischen Beständigkeit und seiner leichten Verfügbarkeit ist Siliziumkarbidkeramik heute eine der am häufigsten verwendeten technischen Keramiken. Dank seines geringen Gewichts, seiner universellen chemischen Beständigkeit und seiner leichten Verfügbarkeit ist Siliziumkarbidkeramik heute eine der am häufigsten verwendeten technischen Keramiken - und oft auch eine der am häufigsten verwendeten - seine Anwendungen hängen von der Kontaktmechanik zwischen Oberflächenunebenheiten auf seinen Oberflächenunebenheiten ab, so dass es in Anwendungen, bei denen die Kontaktmechanik von Oberflächenunebenheiten auf seinen Oberflächenunebenheiten abhängt, effektiv funktionieren kann.

Schaumkeramik aus Siliziumkarbid besitzt eine dreidimensionale poröse Netzwerkstruktur mit gleichmäßiger Porenverteilung, geringer relativer Dichte, großer spezifischer Oberfläche und selektiver Durchlässigkeit für flüssige und gasförmige Medien. Ihre dreidimensionale poröse Netzwerkstruktur ermöglicht eine hohe Energieabsorption und Druckbeständigkeit sowie ausgezeichnete thermische, elektrische, magnetische, optische und chemische Funktionen. Daher finden sie breite Anwendung in Bereichen wie Metallurgie, chemische Industrie, Energietransportmaschinen, nationale Verteidigung, Biologie, Umweltschutz und elektronische Komponenten.

SiC-Keramik wird durch Reaktionssintern hergestellt, ein elektrochemisches Verfahren, bei dem hohe Temperaturen und elektrische Ströme zur Bildung dichter Produkte mit sehr kompakten Strukturen eingesetzt werden. Seine dichte Zusammensetzung aus tetraedrischen Siliziumatomen bildet starke Bindungen mit seiner kompakten Struktur für außergewöhnliche Härte, niedrige thermische Ausdehnungsraten und Hitzebeständigkeit - sogar bei 1600 Grad Celsius ohne Festigkeitsverlust! Darüber hinaus kann SiC nicht von Säuren, Laugen oder geschmolzenen Salzen angegriffen werden.

Hervorragende elektrische Isolierung

Siliziumkarbid-Keramik ist ein Nichtoxid-Werkstoff, der sich sowohl bei thermisch (hohe Hitze und Temperaturschocks) als auch mechanisch anspruchsvollen Anwendungen durch hervorragende Korrosionsbeständigkeit, hohe Festigkeit, enge Toleranzen bei der Bearbeitung und eine Tragfähigkeit von 1650oC bei hoher Tragfähigkeit auszeichnet. Darüber hinaus bietet diese Keramik aufgrund ihrer Kriechfestigkeit (in Abhängigkeit von der Anwendungstemperatur) zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten.

Corrosionpedia erklärt die elektrische Isolierung

Bei der Auswahl eines Isolators ist es wichtig, dass er dicker ist als der zu schützende Gegenstand. Dünnere Materialien können Kurzschlüsse verursachen, die zu Bränden, Explosionen oder Verletzungen führen können, während dickere Materialien einen größeren Abstand zwischen den leitenden Oberflächen ermöglichen und so die Gefahr von Kurzschlüssen verringern.

Siliziumkarbid ist eines der härtesten verfügbaren Materialien mit einer beeindruckenden Mohs-Härteskala von 9,5. Darüber hinaus bietet seine extreme Härte eine hohe Abriebfestigkeit und chemische Stabilität - es ist beständig gegen die meisten organischen und anorganischen Säuren bei hohen Temperaturen, wie Phosphor-, Schwefel- und Salpetersäure. PEEK ist ein idealer Werkstoff für Anlagenteile, die hohen Abrieb, Temperaturschwankungen und Vibrationsbelastungen standhalten müssen. Reaktivitätsgebundene Sinterplatten (IPS) können mit verschiedenen Formgebungsverfahren - Reaktionsbindung, direktes Sintern, Rekristallisationssintern und Mikrowellensintern - in unterschiedliche Formen gebracht werden. Sie eignen sich als Träger, Stäbe und Platten für die Herstellung von Brennhilfsmitteln oder Hochtemperatur-Feuerfestprodukten.