A szilícium-karbid por osztályozása: fokozatok, kristályformák és méretezési rendszerek
Hagyjon üzenetet
Besorolás: fekete, zöld és kohászati
Az osztályozás első szintje a tisztaság, mert a tisztaság dönti el, hogy melyik kristályforma van túlsúlyban, és ezért milyen alkalmazások lehetségesek. A 88{5}}90%-os SiC kohászati szilícium-karbidot dezoxidálószerként és kemenceadalékként használják. A fekete szilícium-karbid, amelyet kvarchomokból és kőolajkokszból állítanak elő elektromos ellenállású kemencében, nagyjából 2200-2500 C-on, általában eléri a 97-98,5% SiC-t, és inkább szívós, mint éles, ami alkalmas öntöttvas és színesfémek köszörülésére. A zöld szilícium-karbid, amelyet tisztább töltetből állítanak elő sóval a kemencekeverékhez, eléri a 98,5-99%-ot és afeletti, nagyobb a morzsalékonysága, és előnyösen kemény anyagokhoz, például cementált karbidhoz és olyan tűzálló anyagokhoz, amelyeknek ellenállniuk kell az oxidációnak.
| Fokozat | SiC tartalom | Szín | Tipikus használat |
|---|---|---|---|
| Kohászati | 88-90% | Sötét, unalmas | Deoxidálószer, kemenceadalék |
| Fekete | 97-98.5% | Fekete, irizáló | Ragasztott és bevont csiszolóanyagok öntöttvashoz |
| Zöld | 98.5-99%+ | Zöld | Kemény-fémcsiszolás, tűzálló anyagok, kerámiák |
Kristályforma: Alfa és Béta szilícium-karbid
A szilícium-karbid két családban kristályosodik. A béta-szilícium-karbid köbös szerkezetű, és alacsonyabb szintézis-hőmérsékleten képződik, míg az alfa-szilícium-karbid hatszögletű vagy romboéder alakú, és dominál a körülbelül 2000 C feletti kemencehőmérsékleten előállított anyagokban. A kereskedelemben kapható csiszoló- és tűzálló porok ezért szinte teljes egészében alfa-szilícium-karbidot tartalmaznak. nagyon finom porminőség, amelyet őrléssel vagy gőzfázisú{5}}eljárással állítanak elő. A megkülönböztetés a műszaki kerámiáknál fontos, mert a politípus befolyásolja a szinterezési viselkedést és az ebből eredő törési szívósságot.
Szemcse- és porméretező rendszerek
A durva csiszolószemcséket az F4-től F220-ig terjedő F-számok jelölik a FEPA 42-1 szerint, a szemcseméret-eloszlás megfelelő ISO-leírása pedig az ISO 8486-1 szabványban található a makroszemcsékre vonatkozóan. A bevont csiszolószemcsék a P12-től P2500-ig terjedő P sorozatot használják a FEPA 43-1 szerint, az ISO 8486-2 szabványban leírt eloszlással a mikroszemcsékre vonatkozóan. A mikroszemcséket a d50-es medián részecskeméret határozza meg, egy tűréssel; a tipikus értékek körülbelül 29,2 mikrométer az F320-nál, 9,3 mikrométer az F600-nál és 3,0 mikrométer az F1200-nál. A beszállító és a vevő, aki csak egy F vagy P számot ad meg, még mindig nem illeszkedik teljesen mindaddig, amíg a d50 és a megengedett túlméretes tört be nem írják a rendelésbe.
| Kijelölés | Rendszer | Tipikus d50 | Alkalmazás |
|---|---|---|---|
| F60-tól F220-ig | FEPA 42-1 / ISO 8486-1 | Durva vagy közepes | Ragasztott kerekek, szóróanyag |
| P240-P1200 | FEPA 43-1 / ISO 8486-2 | Közepestől finomig | Bevonatos csiszolóanyagok, lelapolás |
| F320-tól F1200-ig | ISO 8486-2 | 29,2-3,0 mikrométer | Precíziós kikészítés, kerámia |
Kémiai összetétel ellenőrzése
A főoldali szilícium-karbid ábrán túl négy szennyeződést ellenőrzünk: a nem reagált kokszból származó szabad szén, a nem teljes reakcióból származó szabad szilícium, a vas, mint Fe2O3 a töltetből és az őrlőközegből, és a szilícium-dioxid, mint a felületi oxidációból származó SiO2. A koptató szilícium-karbid kémiai elemzése az ISO 9286 szabvány szerint történik, amely lefedi ezen összetevők meghatározását, és közös alapot biztosít a tanúsítványokhoz. A műszaki kerámiához vagy a félvezetővel kapcsolatos{6}}porhoz ismét szigorúbb határértékekre van szükség, mert a sugármarás során felvett vas még akkor is meghaladhatja a specifikációt, ha a kemencetermék tiszta volt.
A kiválasztáshoz kapcsolódó fizikai tulajdonságok
A szilícium-karbid Mohs-keménysége 9-9,5, Knoop-keménysége közel 2500 kg/mm2, sűrűsége körülbelül 3,21 g/cm3, hőtágulási együtthatója közel 4,0 x 10-6 per kelvin, hővezető képessége pedig körülbelül 120 W per méter kelvin szobahőmérsékleten. Ezek az értékek magyarázzák a használatát kemencebútorokban és tűzálló lemezekben, ahol a hősokkállóság számít, valamint tömítésekben és fúvókákban, ahol a kopásállóság dominál. Az anyag 1200 C feletti levegőben lassan oxidálódik, védő szilícium-dioxid réteggel, és 2830 C közelében lebomlik, így az olvadás helyett általában az oxidációs viselkedés szabja meg a használati határokat.
Gyakran Ismételt Kérdések
Q:Mi a gyakorlati különbség a fekete és a zöld szilícium-karbid por között?
V: A zöld anyag 98,5-99%-os SiC-ot hordoz, és könnyebben törik, így éles peremet tart a kemény munkadarabokon, míg a fekete anyag 97-98,5%-nál szívósabb, és jobban alkalmas öntöttvas és színesfém köszörülésre.
Q:Melyik szabvány határozza meg az F és P szemcseméretet?
F
Q:Miért kell egy tanúsítványhoz d50 érték, valamint szemcseméret?
V: Mivel a szemcseszemcseszám önmagában nem rögzíti a középső részecskeméretet vagy a megengedett túlméretes frakciót, és két azonos F-számú por különbözőképpen viselkedhet egy lapolási vagy polírozási művelet során.
Q:Hogyan tesztelik a szilícium-karbid por kémiai összetételét?
V: Az ISO 9286 lefedi a koptató szilícium-karbid kémiai elemzését, a szilícium-karbid tartalmát a szabad szénnel, a szabad szilíciummal, a vassal együtt Fe2O3-ként és a szilícium-dioxidot SiO2-ként jelenti.
Q:A kohászati szilícium-karbid helyettesíthető a csiszolóanyagokkal?
V: Nem. 88-90% SiC-nál túl sok szabad szenet és vasat tartalmaz, keménysége és állaga nem alkalmas ragasztott vagy bevont csiszolótermékekhez; deoxidációs és kemencés feladatokhoz tartozik.
