Los usos y propiedades del carburo de silicio

Propiedades: La fórmula molecular es SiC, su dureza está entre corindón y diamante, su resistencia mecánica es superior a la del corindón, y puede utilizarse como abrasivos y otros materiales industriales. El carburo de silicio industrial se desarrolló con éxito en 1891 y fue el primer abrasivo artificial. Aunque existe una pequeña cantidad de carburo de silicio en los meteoritos y en la corteza terrestre, hasta ahora no se ha encontrado ninguna fuente mineral explotable.

El carburo de silicio puro es un cristal incoloro y transparente. El carburo de silicio industrial aparece en amarillo claro, verde, azul o incluso negro debido a los diferentes tipos y contenidos de impurezas, y su transparencia varía con su pureza. La estructura cristalina del carburo de silicio se divide en α-SiC hexagonal o romboédrico y β-SiC cúbico (llamado carburo de silicio cúbico). El α-SiC consta de muchas variantes diferentes debido a diferentes secuencias de apilamiento de átomos de carbono y silicio en su estructura cristalina, y se han descubierto más de 70 especies. El β-SiC se transforma en α-SiC por encima de los 2100°C.

El método de producción industrial del carburo de silicio consiste en utilizar arena de cuarzo de alta calidad y coque de petróleo para refinarlo en un horno de resistencia. Los bloques de carburo de silicio obtenidos se transforman en productos de diversos tamaños de partículas mediante trituración, lavado con ácidos y álcalis, separación magnética y cribado o separación de agua.

El carburo de silicio tiene dos variedades básicas de uso común: el carburo de silicio negro y el carburo de silicio verde, ambos pertenecientes al α-SiC. ① El carburo de silicio negro contiene aproximadamente un 98,5% de SiC y su tenacidad es mayor que la del carburo de silicio verde. Se utiliza principalmente para procesar materiales con baja resistencia a la tracción, como vidrio, cerámica, piedra, materiales refractarios, hierro fundido y metales no ferrosos. . ② El carburo de silicio verde contiene más del 99 % de SiC y tiene buenas propiedades de autoafilado. Se utiliza principalmente para procesar carburo cementado, aleaciones de titanio y vidrio óptico. También se utiliza para bruñir camisas de cilindros y rectificar con precisión el corte de acero de alta velocidad. herramientas. Además, está el carburo de silicio cúbico, que es un cristal de color amarillo verdoso producido mediante un proceso especial. Las herramientas abrasivas utilizadas para fabricarlo son adecuadas para el súper acabado de rodamientos y pueden lograr una rugosidad de la superficie desde Ra32 ~ 0,16 micrones. Ra0,04 ~ 0,02 micras.

Debido a sus propiedades químicas estables, alta conductividad térmica, pequeño coeficiente de expansión térmica y buena resistencia al desgaste, el carburo de silicio tiene muchos otros usos además de usarse como abrasivo, como recubrir polvo de carburo de silicio con un especial. proceso En la pared interior del impulsor de la turbina o del bloque de cilindros, puede mejorar su resistencia al desgaste y extender su vida útil de 1 a 2 veces. El material refractario avanzado fabricado con él es resistente al choque térmico, de tamaño pequeño y liviano; Alta resistencia y buen efecto de ahorro de energía. El carburo de silicio de baja calidad (que contiene aproximadamente un 85% de SiC) es un excelente desoxidante. Puede acelerar la fabricación de acero, facilitar el control de la composición química y mejorar la calidad del acero. Además, el carburo de silicio también se utiliza ampliamente en la producción de varillas de carburo de silicio para elementos calefactores eléctricos.

El carburo de silicio es muy duro y tiene una excelente conductividad térmica. Es un semiconductor y puede resistir la oxidación a altas temperaturas.

Función:

1) Como abrasivo, se puede utilizar para fabricar herramientas abrasivas, como muelas abrasivas, piedras de afilar, cabezales abrasivos, baldosas de arena, etc.

(2) Como desoxidante metalúrgico y material resistente a altas temperaturas.

El carburo de silicio tiene cuatro áreas de aplicación principales, a saber: cerámica funcional, materiales refractarios avanzados, abrasivos y materias primas metalúrgicas. En la actualidad, los materiales en bruto de carburo de silicio se pueden suministrar en grandes cantidades y no pueden considerarse productos de alta tecnología. Sin embargo, la aplicación de polvo de carburo de silicio a nanoescala con un contenido técnico extremadamente alto no puede generar economías de escala en poco tiempo.

(3) Los monocristales de alta pureza se pueden utilizar para fabricar semiconductores y fibras de carburo de silicio.