Siliziumkarbid ist aufgrund seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften ein beliebtes Material in der Industrie, elektrisch, und thermischen Eigenschaften. Eine Variation von SiC wird umkristallisiert Siliziumkarbid (RSiC), das über eine einzigartige Mikrostruktur verfügt, die ihm im Vergleich zu anderen SiC-Varianten noch bessere Eigenschaften verleiht.

Eigenschaften von RSiC

Mikrostruktur

RSiC hat eine einzigartige Mikrostruktur bestehend aus ineinandergreifenden, plattenförmige Körner, die senkrecht zur Materialoberfläche stehen. Diese Mikrostruktur verleiht RSiC hervorragende mechanische Eigenschaften, wie hohe festigkeit, Zähigkeit, und Verschleißfestigkeit. Die Mikrostruktur verleiht RSiC außerdem einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wodurch es für Hochtemperaturanwendungen geeignet ist.

Mechanische Eigenschaften

RSiC verfügt aufgrund seiner Mikrostruktur über hervorragende mechanische Eigenschaften. Es hat ein Hoch Biegefestigkeit, Das bedeutet, dass es Biegen und Verdrehen standhält, ohne zu brechen. RSiC hat auch einen hohen Wert Bruchzähigkeit, Das bedeutet, dass es Rissen und Brüchen standhalten kann. Zusätzlich, RSiC weist eine hohe Härte auf, was es verschleiß- und abriebfest macht.

Thermische Eigenschaften

RSiC verfügt über hervorragende thermische Eigenschaften, Dadurch ist es für Hochtemperaturanwendungen geeignet. Es verfügt über eine hohe Wärmeleitfähigkeit, Das bedeutet, dass die Wärme schnell und effizient übertragen werden kann. RSiC hat außerdem einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, Das bedeutet, dass es großen Temperaturschwankungen standhalten kann, ohne zu reißen oder zu brechen.

Elektrische Eigenschaften

RSiC ist ein guter elektrischer Isolator, wodurch es für elektrische Anwendungen geeignet ist. Es hat einen hohen spezifischen Widerstand, was bedeutet, dass es dem Stromfluss widerstehen kann. RSiC hat auch einen hohen Wert Spannungsfestigkeit, Das bedeutet, dass es hohen Spannungen standhält, ohne auszufallen.

Herstellung von RSiC

Rohes Material

RSiC besteht aus einer Mischung von Siliziumkarbidpulver, Kohlenstoff, und ein Bindemittelmaterial. Das Siliziumkarbidpulver ist normalerweise eine Mischung aus Alpha- und Betaphasen. Der Kohlenstoff liegt typischerweise in Form von Graphit vor, und das Bindemittelmaterial ist normalerweise ein Harz oder Wachs.

Herstellungstechniken

RSiC kann mit verschiedenen Techniken hergestellt werden, einschließlich Schlickerguss, Extrusion, und Spritzguss. Beim Schlickerguss wird die Mischung in eine Form gegossen und trocknen gelassen. Beim Extrudieren wird die Mischung durch eine Düse gepresst, um eine bestimmte Form zu erzeugen. Spritzguss Dabei wird die Mischung unter hohem Druck in eine Form eingespritzt.

Sinterprozess

Nach der Herstellung, Das RSiC wird in einem Ofen bei hohen Temperaturen gesintert. Durch den Sinterprozess rekristallisiert das Siliziumkarbidpulver, Bildung der einzigartigen Mikrostruktur von RSiC. Durch den Sinterprozess wird auch das Bindemittel entfernt, Zurück bleibt ein reines RSiC-Material.

Anwendungen von RSiC

Ofenmöbel

RSiC wird in der Keramikindustrie häufig als Brennhilfsmittel verwendet. Unter Brennhilfsmitteln versteht man Werkzeuge und Träger, die zum Halten und Formen von Keramikprodukten während des Brennens verwendet werden. RSiC ist aufgrund seiner hohen Festigkeit ideal für Brennhilfsmittel, thermische Stabilität, und Beständigkeit gegen Thermoschock.

Halbleiterindustrie

RSiC wird in der verwendet Halbleiterindustrie zur Herstellung von Siliziumwafern. RSiC wird als verwendet Stützstruktur für die Siliziumscheibe während der Bearbeitung. Die hohe Wärmeleitfähigkeit und der niedrige Wärmeausdehnungskoeffizient von RSiC machen es ideal für diese Anwendung.

Luft-und Raumfahrtindustrie

RSiC wird in der verwendet Luft-und Raumfahrtindustrie für Hochtemperaturanwendungen. Es wird verwendet in Raketendüsen, Hitzeschilde, und andere Komponenten, die extremen Temperaturen standhalten müssen. Die hohe Festigkeit von RSiC, thermische Stabilität, und Thermoschockbeständigkeit machen es ideal für diese Anwendung.

Chemieindustrie

RSiC wird in der chemischen Industrie zur Herstellung korrosiver Chemikalien eingesetzt. RSiC wird als Auskleidungsmaterial für Reaktionsgefäße und Rohre verwendet. Die hohe chemische Beständigkeit und thermische Stabilität von RSiC machen es ideal für diese Anwendung.

Panzerplatten

RSiC wird bei der Herstellung von verwendet Panzerplatten für Militär- und Strafverfolgungsanwendungen. Die hohe Festigkeit und Härte von RSiC machen es zu einem idealen Material für kugelsichere Panzerungen.

Vor- und Nachteile von RSiC

Vorteile

1. Hervorragende mechanische Eigenschaften
2. Hervorragende thermische Eigenschaften
3. Gute elektrische Isolationseigenschaften
4. Hohe chemische Beständigkeit
5. Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient
6. Hohe Verschleißfestigkeit und Härte

Nachteile

1. Teuer im Vergleich zu anderen SiC-Materialien
2. In großen Mengen schwer herzustellen
3. Aufgrund seiner Härte schwer zu bearbeiten

Abschluss

Rekristallisiertes Siliziumkarbid (RSiC) ist ein einzigartiges Material mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften, Thermal-, und elektrische Eigenschaften. Die einzigartige Mikrostruktur von RSiC verleiht ihm im Vergleich zu anderen SiC-Materialien noch bessere Eigenschaften. RSiC wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, inklusive Brennhilfsmittel, Halbleiterindustrie, Luft-und Raumfahrtindustrie, Chemieindustrie, und Panzerplatten. Während RSiC im Vergleich zu anderen SiC-Materialien teurer und schwieriger herzustellen ist, Seine hervorragenden Eigenschaften machen es zu einem idealen Werkstoff für Hochtemperatur- und Hochbeanspruchungsanwendungen.