پودر سیلیکون کاربید (کاربوراندوم) برای سرامیک

پودر سیلیکون کاربید (Carborundum) ماده خام اصلی برای سرامیک های کامپوزیت سیلیکون کاربید است. عملکرد حرارتی و شیمیایی عالی به سرامیک کمک می کند استحکام، ضد خوردگی و مقاومت حرارتی را افزایش دهد.

سرامیک های کاربید سیلیکون (SIC) دارای ویژگی های عالی مانند:

• مقاومت در برابر اکسیداسیون قوی،

• مقاومت در برابر سایش خوب،

• سختی بالا،

• پایداری حرارتی خوب

• استحکام در دمای بالا

• ضریب انبساط حرارتی کوچک

• هدایت حرارتی بالا

• مقاومت در برابر شوک حرارتی

• مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی

از این رو در زمینه های نفت، صنایع شیمیایی، ماشین آلات، هوافضا، انرژی هسته ای و … نقش بسزایی داشته است. برای مثال، سرامیک‌های کاربید سیلیکون به‌عنوان یاتاقان‌ها، توپ‌ها، نازل‌ها، مهر و موم‌ها، ابزارهای برش، تیغه‌های توربین گاز ، روتورهای توربوشارژر، صفحه‌های بازتابنده و آسترهای محفظه احتراق موشک کار می‌کنند. عملکرد عالی سرامیک کاربید سیلیکون ارتباط نزدیکی با ساختار منحصر به فرد آن دارد.

پودر سیلیکون کاربید ترکیبی با پیوند کووالانسی قوی است و خاصیت یونی پیوند Si-C در کاربید سیلیکون تنها حدود 12 درصد است. بنابراین، پودر کاربید سیلیکون دارای استحکام بالا، مدول الاستیک بزرگ و مقاومت در برابر سایش عالی است. SiC خالص توسط محلول های اسیدی مانند HCl، HNO3، H2SO4 و HF و محلول های قلیایی مانند NaOH فرسایش نمی یابد. اکسیداسیون زمانی اتفاق می‌افتد که در هوا گرم می‌شود، اما SiO2 که در طول اکسیداسیون روی سطح تشکیل می‌شود، از انتشار بیشتر اکسیژن جلوگیری می‌کند، بنابراین نرخ اکسیداسیون بالا نیست. از نظر خواص الکتریکی، کاربید سیلیکون دارای خواص نیمه هادی است و وارد کردن تعداد کمی از ناخالصی ها رسانایی خوبی را نشان می دهد. علاوه بر این، SiC دارای هدایت حرارتی عالی است.

کاربید سیلیکون α و β دو شکل کریستالی می شود. ساختار کریستالی β SiC یک سیستم کریستالی مکعبی است. Si و C به ترتیب شبکه مکعبی رو به مرکز را تشکیل می دهند. برای α-SiC، بیش از 100 نوع پلی تیپ SiC مانند 4h، 15R و 6H وجود دارد. پلی تایپ 6H رایج ترین نوع در کاربردهای صنعتی است. یک رابطه پایداری حرارتی مشخصی بین انواع مختلف SiC وجود دارد. هنگامی که درجه حرارت کمتر از 1600 ℃ است، SiC β- به شکل SiC است. هنگامی که درجه حرارت بالاتر از 1600 ℃ است، β-SiC به آرامی به α- پلی تیپ های مختلف SiC تبدیل می شود. 4 ساعت SiC به راحتی در حدود 2000 ℃ تشکیل می شود. هر دو پلی مورف 15R و 6h به دمای بالای 2100 ℃ نیاز دارند تا به راحتی شکل بگیرند. برای 6 ساعت SiC، حتی اگر دما از 2200 ℃ تجاوز کند، بسیار پایدار است. 

گزینه های مختلفی از پودر کاربید سیلیکون برای سرامیک های SiC وجود دارد. سیاه (یا سبز) کاربید سیلیکون کسر 0-1 میلی متر، 1-2 میلی متر، 2-3 میلی متر، F14، F16، F24 همیشه برای سرامیک های SiC متخلخل به عنوان سنگدانه مناسب است. پودر کاربید سیلیکون سیاه (یا سبز) 40 میکرون و 3.5 میکرون برای پر کردن سرامیک های SiC مناسب است.