Einführung in Siliziumkarbid-Keramikmaterialien
Siliziumkarbid, dessen Hauptbestandteil SiC ist, ist ein Keramikwerkstoff mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit und findet breite Anwendung in mechanischen Dichtungen sowie in Pumpenkomponenten. Es behält selbst bei hohen Temperaturen bis zu 1400 °C eine ausgezeichnete Festigkeit bei, wodurch es sich zur Herstellung von Hochtemperaturteilen in der Petrochemie, Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie eignet. Die überlegenen Eigenschaften von Siliziumkarbid haben zu einer kontinuierlichen Weiterentwicklung der Industrietechnologie geführt und bieten zuverlässige Lösungen für die industrielle Produktion.
Merkmale
Siliziumkarbid (SiC) ist ein Hochleistungskeramikwerkstoff mit hervorragender Hochtemperatureigenschaft, elektrischer Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
1. Hervorragende Festigkeit bei hohen Temperaturen
Siliziumkarbid bewahrt seine Festigkeit auch bei extrem hohen Temperaturen und stellt somit eine ideale Wahl für zahlreiche Hochtemperaturanwendungen dar.
Hochtemperaturanwendungen in der Industrie: Siliziumkarbid wird in vielen hochtemperaturbelasteten industriellen Bereichen eingesetzt, etwa in Öfen, Wärmebehandlungsanlagen und Hochtemperaturreaktoren. Seine hohe Festigkeit und Stabilität bei hohen Temperaturen ermöglichen es, die strukturelle Integrität bis zu 1400 °C oder sogar darüber hinaus aufrechtzuerhalten und extremen thermischen Belastungen sowie Drücken standzuhalten.
2. Hervorragende Leistungsfähigkeit als thermisch leitfähiger und elektrisch leitfähiger Halbleiter
Siliziumkarbid verfügt über eine äußerst hohe Wärmeleitfähigkeit sowie über elektrische Halbleitereigenschaften, wodurch es in der Elektronikindustrie und bei Hochleistungs-Elektrogeräten weit verbreitet ist.
Wärmeleitfähigkeit: Siliziumkarbid ist ein hervorragender Wärmeleiter mit einer Wärmeleitfähigkeit, die höher ist als die vieler Metalle. Dies macht es äußerst nützlich für Anwendungen, die eine effiziente Wärmeabfuhr erfordern, etwa für Kühlkörper elektronischer Geräte sowie für elektronische Verpackungsmaterialien.
Elektrische Halbleitereigenschaften: Siliziumkarbid besitzt Halbleitereigenschaften, mit hoher Elektronenmobilität und niedrigem spezifischen Widerstand, was es besonders geeignet für Leistungselektronikbauelemente macht. So weisen beispielsweise Leistungshalbleiter aus Siliziumkarbid bei hohen Temperaturen und hohen Frequenzen geringere Verluste und höhere Effizienz auf.
3. Hohe Härte und Korrosionsbeständigkeit
Siliciumcarbid weist eine ausgezeichnete chemische und physikalische Stabilität auf und zeichnet sich durch hohe Härte sowie Korrosionsbeständigkeit aus.
| Hauptmerkmale | ||
| Typ | Einheit | Siliziumkarbid |
| Material | \ | SiC |
| Farbe | \ | Schwarz |
| Dichte | g/cm³3 | 3.1 |
| Mechanische Eigenschaften | ||
| Typ | Einheit | Siliziumkarbid |
| Material | \ | SiC |
| Farbe | \ | Schwarz |
| Biegefestigkeit (20 °C) | MPa | 400 |
| Druckfestigkeit (20 °C) | MPa | 2600 |
| Elastizitätsmodul (Young) (20 °C) | GPa | 410 |
| Bruchzähigkeit (20 °C) | MPa·m½ | 4 |
| Poisson-Zahl (20 °C) | \ | 0.16 |
| Vickers-Härte (HV1) | GPa (kg/mm²)2) | 2100 |
| Rockwell-Härte (45N) | R45N | 88 |
| Thermische Eigenschaften | ||
| Typ | Einheit | Siliziumkarbid |
| Material | \ | SiC |
| Farbe | \ | Schwarz |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 10-6K-1 | 4 |
| Wärmeleitfähigkeit | W/m·K | 100 |
| Thermoschockbeständigkeit | △T.°C | 400 |
| Spezifische Wärmekapazität | J/g·K | 0.67 |
| Maximale Betriebstemperatur (in oxidierender Atmosphäre) | ℃ | 1600 |
| Elektrische Eigenschaften | ||
| Typ | Einheit | Siliziumkarbid |
| Material | \ | SiC |
| Farbe | \ | Schwarz |
| Spezifischer elektrischer Widerstand bei 20 °C | Ω·cm | 105 |