ผงซิลิกอนคาร์ไบด์ (Carborundum) สำหรับเซรามิกส์

ผงซิลิกอนคาร์ไบด์ (Carborundum) เป็นวัตถุดิบหลักสำหรับเซรามิกคอมโพสิตคาร์ไบด์ซิลิกอน ประสิทธิภาพทางความร้อนและสารเคมีที่ยอดเยี่ยมช่วยให้เซรามิกมีความแข็งแรง ป้องกันการกัดกร่อน และทนต่อความร้อน

เซรามิกส์ซิลิกอนคาร์ไบด์ (SIC) มีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม เช่น:

• ความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่แข็งแกร่ง,

• ทนต่อการสึกหรอได้ดี,

• ความแข็งสูง

• เสถียรภาพทางความร้อนที่ดี

• ความแรงที่อุณหภูมิสูง

• ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนขนาดเล็ก

• การนำความร้อนสูง

• ทนต่อแรงกระแทกจากความร้อน

• ทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมี

ดังนั้นจึงมีบทบาทสำคัญในด้านปิโตรเลียม อุตสาหกรรมเคมี เครื่องจักร อวกาศ พลังงานนิวเคลียร์ และอื่นๆ ตัวอย่างเช่น ซิลิกอนคาร์ไบด์เซรามิกทำงานเป็นตลับลูกปืน ลูกบอล หัวฉีด ซีล เครื่องมือตัดใบพัดกังหัน ก๊าซ โรเตอร์เทอร์โบชาร์จเจอร์ หน้าจอสะท้อนแสง และแผ่นบุห้องเผาไหม้จรวด ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของเซรามิกคาร์ไบด์มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์

ผงซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นสารประกอบที่มีพันธะโควาเลนต์ที่แรง และคุณสมบัติไอออนิกของพันธะ Si-C ในซิลิกอนคาร์ไบด์มีเพียงประมาณ 12% เท่านั้น ดังนั้นผงซิลิกอนคาร์ไบด์จึงมีความแข็งแรงสูง โมดูลัสยืดหยุ่นขนาดใหญ่ และทนต่อการสึกหรอได้ดีเยี่ยม SiC บริสุทธิ์จะไม่ถูกกัดกร่อนโดยสารละลายที่เป็นกรด เช่น HCl, HNO3, H2SO4 และ HF และสารละลายอัลคาไล เช่น NaOH การเกิดออกซิเดชันเกิดขึ้นเมื่อได้รับความร้อนในอากาศ แต่ SiO2 ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวในระหว่างการออกซิเดชันจะยับยั้งการแพร่กระจายของออกซิเจนต่อไป ดังนั้นอัตราการออกซิเดชันจึงไม่สูง ในแง่ของคุณสมบัติทางไฟฟ้า ซิลิกอนคาร์ไบด์มีคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ และการนำสิ่งเจือปนจำนวนเล็กน้อยเข้ามาจะแสดงค่าการนำไฟฟ้าที่ดี นอกจากนี้ SiC ยังมีการนำความร้อนที่ดีเยี่ยม

ซิลิกอนคาร์ไบด์ได้รูปผลึก α และ β สองรูปแบบ โครงสร้างผลึก β- ของ SiC เป็นระบบผลึกลูกบาศก์ Si และ C ประกอบขึ้นด้วยลูกบาศก์ตาข่ายที่อยู่ตรงกลางใบหน้าตามลำดับ สำหรับ α-SiC มี SiC มากกว่า 100 ชนิด เช่น 4h, 15R และ 6H โพลีไทป์ 6H เป็นโพลีไทป์ที่พบได้บ่อยที่สุดในอุตสาหกรรม มีความสัมพันธ์ด้านเสถียรภาพทางความร้อนบางอย่างระหว่าง SiC ประเภทต่างๆ เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า 1600 ℃ SiC β- อยู่ในรูปของ SiC เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 1600 ℃ β- SiC จะค่อยๆ เปลี่ยนเป็น α- โพลีไทป์ต่างๆ ของ SiC 4h SiC เกิดขึ้นได้ง่ายที่อุณหภูมิประมาณ 2000 ℃; โพลีมอร์ฟทั้ง 15R และ 6h ต้องการอุณหภูมิสูงที่สูงกว่า 2100 ℃ เพื่อให้ก่อตัวได้ง่าย สำหรับ SiC 6 ชม. จะเสถียรมากแม้ว่าอุณหภูมิจะเกิน 2200 ℃ 

มีหลายทางเลือกของผงซิลิกอนคาร์ไบด์สำหรับเซรามิก SiC เศษซิลิกอนคาร์ไบด์สีดำ (หรือสีเขียว) 0-1 มม., 1-2 มม., 2-3 มม., F14, F16, F24 เหมาะสำหรับเซรามิก SiC ที่เผาแบบรวม ผงซิลิกอนคาร์ไบด์สีดำ (หรือสีเขียว) 40 ไมครอน และ3.5 ไมครอนเหมาะสำหรับการเติมในเซรามิก SiC