Als eines der am häufigsten verwendeten Schleifmaterialien hat Siliziumkarbid (Carborundum) viele Vorteile in Thermodynamik, Chemie und Physik. Es eignet sich zum Läppen von，Schleifmitteln，Farben und feuerfesten Materialien. Die Eigenschaften von Siliziumkarbid werden in folgenden Aspekten demonstriert:
Die Eigenschaften von Siliziumkarbid in Chemikalien:
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Siliziumkarbid hat eine starke Oxidationsbeständigkeit.
Beim Erhitzen auf 1000 °C an der Luft oxidiert Siliziumkarbid nur an der Oberfläche und bildet einen Siliziumdioxidfilm. Der Film kann das Siliziumkarbidmaterial vor Oxidation schützen.
Beim Erhitzen auf 1300 °C begann Cristobalit in der Siliziumdioxidfilmschicht auszufallen. Die Änderung der Kristallform verursachte ein Reißen der Filmschicht und die Oxidationsrate stieg leicht an.
Beim Erhitzen auf 1500-1600 °C wird die Siliziumdioxidschicht dicker und die Fähigkeit, vor Oxidation zu schützen, wird erhöht. Siliziumkarbid könnte also bei hohen Temperaturen sehr stabil sein. Bei Erwärmung über 1627 °C nimmt die Oxidationsbeständigkeit von Siliziumkarbid rapide ab.
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Siliziumkarbid hat eine starke chemische Stabilität.
Die chemische Stabilität von Siliziumkarbid beruht auch auf seiner Oxidationsbeständigkeit.
Die Auswirkungen verschiedener korrosiver Substanzen auf Siliziumkarbid sind wie folgt:
| Reaktiver Verbundstoff | Temperatur (°C) | Reaktion & Erosion von Siliziumkarbid |
| MgO | 740 | Keine Reaktion |
| 1000 | Reaktion beginnt | |
| 1555 | Zersetzungsreaktion von Siliziumkarbid tritt offensichtlich auf | |
| CaO | 1000 | Reaktion beginnt |
| 1690-1740 | Produzieren Sie Calciumcarbid und Calciumsilikat | |
| Al2O3 | 1700 | Keine Reaktion |
| TiO2 | 1720 | Reaktion in Gegenwart von Kohlenstoff |
| Cr2O3 | 1600 | Die Reaktion tritt ein und Chromsilikat wird gebildet |
| Fe2O3 & FeO | 1300 | Reaktion beginnt |
| 1500 | Offensichtliche Reaktion | |
| 1500-1600 | Fe2O3 reagiert mit SiC in Gegenwart von Kohlenstoff zu Eisensilikat | |
| CuO | 800 | Reaktion beginnt |
| 1500 | Reaktion zur Herstellung von Kupfersilikat | |
| Na2O3 | In einer oxidierenden Atmosphäre wird Siliziumkarbid vollständig oxidiert | |
| KOH | Calciumcarbid zersetzt sich und schmilzt | |
| Alkalisches Karbonat | Greift Siliziumkarbid an und zersetzt es | |
| Na2CO3 | 900 | Greift Siliziumkarbid an und zersetzt es |
| K2CO3 | 1100 (für 15 Minuten) | Siliziumkarbid wird vollständig gelöst |
| Fall | 525 | Keine Reaktion |
| FeS | 1200 (für 15 Minuten) | Siliziumkarbid ist korrodiert |
| Natriumsilicat | 1300 | In einer stark oxidierenden Atmosphäre zersetzt sich Siliziumkarbid |
| Calciumsilicat | 1700 (für 15 Minuten) | Keine Reaktion |
| 2FeO. SiO2 | 1400 (für 15 Minuten) | Reaktion |
Die Eigenschaften von Siliziumkarbid in der Physik:
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Die Härte von Siliziumkarbid
Die Härte von Siliziumkarbid liegt zwischen geschmolzenem Aluminiumoxid und Diamant. Die Mohs-Härte von schwarzem Siliziumkarbid beträgt 9,2-9,3, die Mohs-Härte von grünem Siliziumkarbid beträgt 9,4-9,5. Die Vickers-Härte von Carborundum beträgt 3100-3400kg/mm2. Die Härte von Siliziumkarbid nimmt mit steigender Temperatur ab. Bei einer hohen Temperatur von 1200 °C kann die Härte von Siliziumkarbid das Doppelte der von Schmelzkorund erreichen.
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Die Zähigkeit von Siliziumkarbid
Die Zähigkeit von Siliziumkarbid-Schleifmitteln bezieht sich auf die Schwierigkeit, unter Einwirkung äußerer Kraft zu brechen. Am Beispiel der Körnung F46 beträgt die Zähigkeit von Carborundum, die nach dem statischen Druckverfahren getestet wurde, etwa 68-78%.
Im Vergleich zu geschmolzenem Aluminiumoxid ist die mechanische Festigkeit von Siliziumkarbid höher. F120 beispielsweise beträgt die Druckfestigkeit von Siliziumkarbid 186 KN/cm2 und die Druckfestigkeit von Korund-Schleifmittel beträgt 100 KN/cm2.
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Die Farbe von Siliziumkarbid
Siliziumkarbid wird in schwarzes Siliziumkarbid und grünes Siliziumkarbid unterteilt. Seine Farbe wird durch den Gehalt und die Art der Verunreinigungen im Kristall verursacht. Schwarzes Siliziumkarbid ist hellblau-schwarz, die Reinheit von erstklassigem schwarzem SiC beträgt 98%. Grünes Siliziumkarbid ist grün und die Reinheit von erstklassigem grünem SiC beträgt 99%.
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Wärmeleitfähigkeit und Längenausdehnungskoeffizient von Siliziumkarbid
Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Siliziumkarbid bei verschiedenen Temperaturen (x10-6/ °C):
| 100-500 °C | 100-900 °C | 15-1000 °C | 25-1700 °C | 20-1000 °C | 20-1525 °C | 20-1000 °C | 20-1470 °C |
| 4.1 | 4.47 | 4.35 | 4.3 | 5.2 | 4.9 | 4.3 | 4.5 |
Es ist ersichtlich, dass bei einer Temperatur von 25-1400 °C der durchschnittliche Wärmeausdehnungskoeffizient von Siliziumkarbid 4,4 × 10 –6/°C beträgt, während der Wärmeausdehnungskoeffizient von geschmolzenem Aluminiumoxid 7–8 × 10 –6/°C beträgt.
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Die elektrische Leitfähigkeit von Siliziumkarbid
Aufgrund der Einführung von Verunreinigungen weist Siliziumkarbid Halbleitereigenschaften auf. Die Leitfähigkeit von Siliziumkarbid nimmt mit zunehmender elektrischer Feldstärke schnell zu und hat eine nichtlineare Charakteristik. Darüber hinaus ändert sich auch die Leitfähigkeit von Siliziumkarbid mit der Temperatur.