Siliziumkarbid (SiC) ist ein keramisches Material, das aus Silizium und Kohlenstoff besteht und für seine außergewöhnlichen mechanischen und thermischen Eigenschaften bekannt ist. Es zeichnet sich durch hohe Härte, hohe Wärmeleitfähigkeit, geringe thermische Ausdehnung und ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit aus und eignet sich daher für eine Vielzahl von Anwendungen, darunter Schleifmittel, feuerfeste Materialien und die Halbleiterherstellung.
Zusammensetzung und Struktur:
SiC ist eine Verbindung aus Silizium und Kohlenstoff mit der chemischen Formel SiC. Es kommt in verschiedenen kristallinen Formen vor, die häufigsten sind α-SiC und β-SiC. Die α-SiC-Form mit mehreren Polytypen wie 6H, 4H und 15R ist in industriellen Anwendungen weit verbreitet und ist bei hohen Temperaturen stabil. β-SiC mit einer kubischen Kristallstruktur ist bei Temperaturen unter 1600°C stabil und wandelt sich bei höheren Temperaturen in α-SiC um.
- Mechanische und thermische Eigenschaften:Hohe Härte:
- SiC hat eine Härte, die der von Diamant nahe kommt, was es zu einem hervorragenden Schleifmaterial macht.Hohe Wärmeleitfähigkeit:
- Mit Werten zwischen 120 und 270 W/mK leitet SiC effizient Wärme, was für Anwendungen wie Heizelemente und Wärmetauscher entscheidend ist.Geringe Wärmeausdehnung:
- Der thermische Ausdehnungskoeffizient von 4,0x10-6/°C sorgt für minimale Maßänderungen bei Temperaturschwankungen und erhöht die Temperaturwechselbeständigkeit.Ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit:
Dank dieser Eigenschaft widersteht SiC raschen Temperaturschwankungen ohne Rissbildung und eignet sich daher ideal für Hochtemperaturumgebungen.Anwendungen:
- SiC wird aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften in verschiedenen Branchen eingesetzt:
- Halbleiterindustrie: SiC-Keramik wird in Schleifscheiben und Vorrichtungen für die Silizium-Wafer-Produktion verwendet und profitiert von seiner hohen Härte und thermischen Kompatibilität mit Silizium.
- Leistungselektronik: SiC-Bauteile werden aufgrund ihrer breiten Bandlücke, ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit und ihres hohen elektrischen Durchbruchsfeldes bevorzugt in Leistungshalbleitern eingesetzt und übertreffen damit traditionelle Materialien wie Silizium und Galliumarsenid.
Schleifmittel und feuerfeste Materialien: Aufgrund seiner abrasiven Eigenschaften und seiner Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen ist SiC für Schleifscheiben und feuerfeste Materialien geeignet.
Vorbereitung:
