Siliziumkarbid-Keramik

Siliciumcarbid ist ein synthetisches Carbid mit SiC-Molekülen. Bei hohen Temperaturen über 2000 °C entstehen unter Energiezufuhr Siliciumdioxid und Kohlenstoff. Siliciumcarbid besitzt eine theoretische Dichte von 3,18 g/cm³, eine Mohshärte, die der von Diamant ähnelt, und eine Mikrohärte von 3300 kg/mm³ (9,2–9,8). Aufgrund seiner hohen Härte und Verschleißfestigkeit eignet es sich für verschiedene verschleißfeste, korrosionsbeständige und hochtemperaturbeständige Bauteile. Es stellt eine neue Generation verschleißfester Keramik dar.

1. Chemische Eigenschaften.

(1) Oxidationsbeständigkeit: Beim Erhitzen von Siliciumcarbid an Luft auf 1300 °C bildet sich auf der Oberfläche der Siliciumcarbidkristalle eine schützende Siliciumdioxidschicht. Mit zunehmender Dicke dieser Schicht oxidiert das Siliciumcarbid im Inneren weiter, wodurch es eine gute Oxidationsbeständigkeit aufweist. Bei Temperaturen über 1900 K (1627 °C) wird die Siliciumdioxidschicht beschädigt, und die Oxidation des Siliciumcarbids verstärkt sich. Daher liegt die optimale Betriebstemperatur für Siliciumcarbid in oxidierender Atmosphäre bei 1900 K.

(2) Säure- und Laugenbeständigkeit: Aufgrund der Funktion des Siliziumdioxid-Schutzfilms besitzt Siliziumkarbid Eigenschaften, die der Funktion eines Siliziumdioxid-Schutzfilms entsprechen.

2. Physikalische und mechanische Eigenschaften.

(1) Dichte: Die Partikeldichte verschiedener Siliciumcarbidkristalle ist sehr ähnlich und wird im Allgemeinen mit 3,20 g/mm³ angenommen. Die natürliche Packungsdichte von Siliciumcarbid-Schleifmitteln liegt je nach Partikelgröße, Partikelzusammensetzung und Partikelform zwischen 1,2 und 1,6 g/mm³.

(2) Härte: Die Mohs-Härte von Siliciumcarbid beträgt 9,2, die Mikrodichte nach Wessler 3000-3300 kg/mm², die Härte nach Knopp 2670-2815 kg/mm², die Schleifwirkung ist höher als die von Korund und liegt nahe an der von Diamant, kubischem Bornitrid und Borcarbid.

(3) Wärmeleitfähigkeit: Siliciumcarbidprodukte weisen eine hohe Wärmeleitfähigkeit, einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit auf und sind hochwertige feuerfeste Werkstoffe.

3. Elektrische Eigenschaften.