① Μαύρο καρβίδιο του πυριτίουπεριέχει περίπου 95% SiC και έχει μεγαλύτερη σκληρότητα από το πράσινο καρβίδιο του πυριτίου. Χρησιμοποιείται κυρίως για την επεξεργασία κεραμικών, πυρίμαχων υλικών και μη σιδηρούχων μετάλλων.
② Πράσινο καρβίδιο του πυριτίουπεριέχει περισσότερο από περίπου 97% SiC και έχει καλές ιδιότητες αυτοακονίσματος. Χρησιμοποιείται κυρίως για την επεξεργασία τσιμεντοειδούς καρβιδίου και οπτικού γυαλιού καθώς και για λεπτή λείανση εργαλείων από χάλυβα υψηλής ταχύτητας.
Χαρακτηριστικά του καρβιδίου του πυριτίου
Σκληρότητα
Το καρβίδιο του πυριτίου έχει υψηλή σκληρότητα και είναι γενικά σκληρό και εύθραυστο. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υλικό λείανσης. Τα σωματίδια καρβιδίου του πυριτίου που χρησιμοποιούνται ως λειαντικά σπάνε κατά τη διάρκεια της λείανσης για να σχηματίσουν νέες σπασμένες επιφάνειες, οι οποίες στη συνέχεια αλέθονται ξανά. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται για να επιτευχθεί υψηλότερη απόδοση λείανσης. Το μειονέκτημά του είναι ότι είναι δύσκολη η επεξεργασία κεραμικών μετά την πυροσυσσωμάτωση. Επειδή είναι εύθραυστο, καταστρέφεται εύκολα όταν χρησιμοποιείται ως προϊόν.
Θερμική αντίσταση
Το καρβίδιο του πυριτίου έχει υψηλό σημείο τήξης και καλή αντοχή στη θερμότητα.
Θερμική αγωγιμότητα
Σε γενικές γραμμές, η θερμική αγωγιμότητα του καρβιδίου του πυριτίου εξαρτάται από την περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες στα σωματίδια κρυστάλλου καρβιδίου του πυριτίου. Όσο λιγότερες ακαθαρσίες, τόσο μεγαλύτερη είναι η θερμική αγωγιμότητα.
Ακαμψία (μέτρο ελαστικότητας)
Ο συντελεστής ελαστικότητας των κεραμικών καρβιδίου του πυριτίου είναι πολύ υψηλός, υπερβαίνει τα 400GPa, δεύτερος μόνο μετά το καρβίδιο του βορίου (B4C) και διπλάσιο από αυτόν του ανοξείδωτου χάλυβα (περίπου 200GPa).
Αγώγιμο
Η σκόνη καρβιδίου του πυριτίου που παράγεται με τη διαδικασία Acheson περιέχει άζωτο σε στερεό διάλυμα, επομένως είναι ημιαγώγιμη και έχει μεγάλο εύρος αντίστασης όγκου.
Χρήσεις καρβιδίου του πυριτίου
Πυρίμαχα υλικά
Όσον αφορά τις πυρίμαχες εφαρμογές, η πλειοψηφία χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ακατέργαστου χάλυβα. Υπολογίζεται ότι περίπου το 80% της σκόνης καρβιδίου του πυριτίου που χρησιμοποιείται σε πυρίμαχα υλικά χρησιμοποιείται για την παραγωγή ακατέργαστου χάλυβα. Ως πυρίμαχα τούβλα, τα τούβλα Al2O{3-SiC-C χρησιμοποιούνται για την ανάμειξη σιδερένιων αυτοκινήτων στην παραγωγή ακατέργαστου χάλυβα και τα τούβλα καρβιδίου του πυριτίου χρησιμοποιούνται σε τοίχους υψικαμίνου. Εκτός από την παραγωγή ακατέργαστου χάλυβα, τα τούβλα καρβιδίου του πυριτίου χρησιμοποιούνται επίσης σε αποτεφρωτήρες.
Υλικά αποξείδωσης και προσθήκης άνθρακα (σιδηροκατασκευή, χύτευση κ.λπ.)
Χρησιμοποιούνται γενικά για τον σκοπό της προσθήκης άνθρακα, της προσθήκης πυριτίου, της θέρμανσης και της αποξείδωσης στις βιομηχανίες σιδηρουργίας και χύτευσης. Όταν χρησιμοποιείται ως πηγή πυριτίου, ανταγωνίζεται το σιδηροπυρίτιο, αλλά όταν χρησιμοποιείται καρβίδιο του πυριτίου, έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα: καλές φυσικές ιδιότητες (βελτιωμένη αντοχή εφελκυσμού και μηχανική κατεργασία κ.λπ.). λιγότερες ακαθαρσίες (Al, S, N); στην περίπτωση καρβιδίου του πυριτίου 90%, η περιεκτικότητα σε πυρίτιο είναι 63% και η περιεκτικότητα σε C είναι περίπου 27%, που έχει αποτέλεσμα προσθήκης άνθρακα (το ποσοστό διέλευσης ποικίλλει ανάλογα με τη μέθοδο παραγωγής και θεωρητικά, το καρβίδιο του πυριτίου μπορεί να συμπληρώσει 1 /3 του υλικού προσθήκης άνθρακα). Όταν χρησιμοποιείται ως πηγή άνθρακα, ανταγωνίζεται τα υλικά προσθήκης άνθρακα (σταθερός άνθρακας άνω του 90%). Η χρήση καρβιδίου του πυριτίου αναμένεται να μειώσει το κόστος.
Υλικά λείανσης (κοκκώδη λειαντικά, συμπαγείς πέτρες λείανσης)
Το καρβίδιο του πυριτίου χωρίζεται σε μαύρο καρβίδιο του πυριτίου και σε πράσινο καρβίδιο του πυριτίου και χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για κοκκώδη λειαντικά και συμπαγείς πέτρες λείανσης.
Κεραμικά (εξαρτήματα μηχανών)
Εκτός από την υψηλή αντοχή στη θερμότητα και τη διάβρωση, το καρβίδιο του πυριτίου έχει επίσης υψηλή ειδική ακαμψία. Ως υποκατάστατο μετάλλων (ανοξείδωτο χάλυβα κ.λπ.), μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε μέρη εξοπλισμού παραγωγής ημιαγωγών. Εκμεταλλευόμενος τη χαμηλή θερμική διαστολή και την υψηλή ακαμψία του, χρησιμοποιείται ως υλικό για συσκευές τοποθέτησης εξαιρετικά ακριβείας. Το καρβίδιο του πυριτίου έχει καλές ιδιότητες ολίσθησης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως στεγανοποιητικό υλικό (μηχανική σφράγιση) σε ζεστό και διαβρωτικό περιβάλλον.
Φίλτρο
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υλικό φίλτρου για την απομάκρυνση των σωματιδίων των καυσαερίων ντίζελ. Δεδομένου ότι τα δεσμευμένα σωματίδια πρέπει να καίγονται και να καθαρίζονται τακτικά, η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή, επομένως απαιτείται αντίσταση στη θερμότητα, επομένως χρησιμοποιείται καρβίδιο του πυριτίου.
Γέμισμα (εξώθερμο, ανθεκτικό στη φθορά κ.λπ.)
Χρησιμοποιεί τα χαρακτηριστικά της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας και χρησιμοποιείται σε εξώθερμα υλικά. Οι ειδικές χρήσεις περιλαμβάνουν την προσθήκη καρβιδίου του πυριτίου σε μέταλλα και ρητίνες για την κατασκευή σύνθετων υλικών και την προσθήκη καρβιδίου του πυριτίου για τη βελτίωση της αντοχής στη φθορά των επιφανειών βαφής.
