Carborundum (material)
Carborundum är handelsnamnet [1] och tekniskt namn på ett syntetiskt material med SiC-sammansättning, i sammansättning och egenskaper som motsvarar mineralet moissanite . Xing: kiselkarbid . I sin rena form är det färglösa kristaller med diamantglans , den tekniska produkten är grön (98-99% SiC) och svart (98% SiC).
Svart kiselkarbid inkluderar kvaliteterna 52C, 52C, 54C, 55C, grön - 62C, 63C, 64C. [2]
Eldfast (smältpunkt 2830 ° C), kemiskt resistent, näst efter diamant och bornitrid i hårdhet . Det används som slipmaterial och för tillverkning av delar av kemisk och metallurgisk utrustning som arbetar vid höga temperaturer . Det är en halvledare med breda gap ( t.ex. =2,2÷3,2 eV, beroende på modifieringen), vars användning är lovande inom kraft- och mikrovågselektronik på grund av höga driftstemperaturer, elektrisk styrka och god värmeledningsförmåga. Det breda bandgapet gör det möjligt att använda kiselkarbid som material för högpresterande lysdioder (se globe ), som täcker hela det synliga området av spektrumet. Användningen av kiselkarbid som en halvledare har just börjat på grund av svårigheten att få sina högkvalitativa enkristaller .
Materialets egenskaper
Kiselkarbid :
- Densitet 3,05 g/cm³
- Sammansättning 93% kiselkarbid
- Böjhållfasthet 320…350 MPa
- Tryckhållfasthet 2300 MPa
- Elasticitetsmodul 380 GPa
- Hårdhet 87…92 HRC
- Sprickmotstånd inom 3,5 - 4,5 MPa m1/2,
- Värmeledningskoefficient vid 100 °C, 140—200 W/(m K)
- Coeff. termisk expansion vid 20-1000 °C, 3,5…4,0 K −1 ⋅10 −6
- Brottseghet 3,5 MPa m1/2
Självbunden kiselkarbid :
- Densitet 3,1 g/cm³
- Sammansättning 99% kiselkarbid
- Böjhållfasthet 350-450 MPa
- Tryckhållfasthet 2500 MPa
- Elasticitetsmodul 390–420 GPa
- Hårdhet 90…95 HRC
- Sprickmotstånd inom 4 - 5 MPa m1/2,
- Värmeledningskoefficient vid 100 °C, 80 - 130 W/(m K)
- Coeff. termisk expansion vid 20-1000 °C, 2,8…4 K −1 ⋅10 −6
- Brottseghet 5 MPa m1/2
VK6OM :
- Densitet 14,8 g/cm³
- Sammansättning Volframkarbid
- Böjhållfasthet 1700…1900 MPa
- Tryckhållfasthet 3500 MPa
- Elasticitetsmodul 550 GPa
- Hårdhet 90 HRA
- Sprickmotstånd inom 8-25 MPa m1/2,
- Värmeledningskoefficient vid 100 °C, 75…85 W/(m K)
- Coeff. termisk expansion vid 20-1000 °C, 4,5 K −1 ⋅10 −6
- Brottseghet 10…15 MPa m1/2
Silikoniserad grafit SG-T :
- Densitet 2,6 g/cm³
- Sammansättning 50% kiselkarbid
- Böjhållfasthet 90…110 MPa
- Slutlig tryckhållfasthet 300…320 MPa
- Elasticitetsmodul 95 GPa
- Hårdhet 50…70 HRC
- Sprickmotstånd inom 2-3 MPa m1/2,
- Värmeledningskoefficient vid 10 °C, 100…115 W/(m K)
- Coeff. termisk expansion vid 20-1000 °C, 4,6 K −1 ⋅10 −6
- Brottseghet 3…4 MPa m1/2
Omfattning
Friktionspar i pumpenheternas mekaniska tätningsenheter används för att pumpa oljeprodukter, flytande gas. Skapad och utrustad med delar (hjul, axel, friktionspar) gjorda av kemiskt resistenta kiselkarbidpumpar för drift i aggressiva miljöer. Friktionspar av kiselkarbid istället för impregnerade remlager i axiallagerenheter för dränkbara pumpar
Kiselkarbid används också för tillverkning av munstycken och munstycken för tillförsel av gaser till glas- och metallsmältzonen, keramisk sintring.
- Kiselkarbidmunstycken av olika storlekar:
- för sandblästringsinstallationer;
- för sandblästringsanläggningar med hög temperatur (sandtemperaturen är cirka 1000 °C) som används för att rengöra rör från kolavlagringar vid företag inom oljeindustrin och oljeraffinering;
- för facklor av gasugnar, inklusive glassmältugnar med en varaktighet av kontinuerlig drift på mer än 2 år;
- Kiselkarbidförväxlare av olika storlekar för gaseldade glassmältugnar för kristallsmältning
- Kiselkarbidplattor av olika storlekar för att fodra ugnar med driftstemperaturer upp till 1400 °C i luft och upp till 2000 °C i vakuum;
- I smältugnar där legeringsmaterialet inte reagerar med kisel eller kiselkarbid ersätter kiselkarbid platina och grafit;
- I induktionsugnar för smältning av legeringar för klockfodral,
kiselkarbiddeglar,
- I smycken (syntetiska kristaller upp till 10 karat );
- För tillverkning av pansarplattor, för olika skyddssystem;
- Det anses vara ett lovande material för halvledarindustrin:
- Används för att tillverka lasrar ;
- Används vid produktion av högeffekts lysdioder (upp till 9 watt );
- Experiment genomförs aktivt med materialet inom mikroelektronik;
- som slipmedel.
- tillsammans med cubic zirconia används den i smycken som en billig analog av diamant , och på grund av dess höga brytningsindex och spridning i "ljusspelet" överträffar moissanite till och med diamant. Moissanite är dock många gånger dyrare än cubic zirconia och bara några gånger billigare än diamant.
Anteckningar
- ↑ E. Shvedkov, E. Denisenko, I. Kovno. Carborundum // Ordboksuppslagsbok om pulvermetallurgi. - Kiev: "Naukova Dumka", 1982. - S. 81.
- ↑ V.S. Kushner, A.S. Vereshchak, A.G. Skhirtlazdze, D.A. Negrov, O.Yu. Borgunov. Materialvetenskap / red. MOT. Kushner. - OmGTU, 2008. - S. 176. - 232 sid. Arkiverad 16 mars 2022 på Wayback Machine
Länkar