Bei der Verwendung als Schleifmittel ist die Partikelfestigkeit vonschwarzes Siliziumkarbidist ein wichtiger Faktor, der sowohl die Schleifleistung als auch die Lebensdauer beeinflusst. Seine Kristalle bilden und aggregieren unter Hochtemperaturbedingungen und entwickeln sich schließlich zu einer gesinterten Struktur. Je nach Anwendung kann schwarzes Siliziumkarbid zu unterschiedlichen Produkten mit geeigneten mechanischen Eigenschaften und langer Lebensdauer verarbeitet werden.
Festigkeitsanforderungen an schwarzes Siliziumkarbid
Die Festigkeit von schwarzem Siliziumkarbid kann unter statischer Belastung mithilfe eines Drucktests beurteilt werden. Eine 5-g-Probe wird auf die Oberfläche einer zylindrischen Platte gelegt und eine weitere zylindrische Platte darauf platziert. Anschließend wird ein Druck von 30 kg/cm² ausgeübt, um einen Teil des schwarzen Siliziumkarbids zu zerkleinern. Das zerkleinerte Material wird ausgesiebt und das Verhältnis zwischen dem Gewicht der verbleibenden unzerkleinerten Partikel und dem ursprünglichen Probengewicht berechnet. Ein höheres Verhältnis weist auf eine größere Partikelfestigkeit hin, während ein niedrigeres Verhältnis auf ein schwächeres Material hinweist.
Die Stärke eines Schleifmittels bezieht sich darauf, wie fest die einzelnen schwarzen Siliziumkarbidpartikel zusammenhalten. Praktisch ausgedrückt ist es die Fähigkeit eines Schleifkorns, äußerem Druck standzuhalten, ohne zu brechen, während seine Schneidkanten noch relativ scharf sind. Die Erfahrung zeigt, dass Schleifmittel mit geringer-Festigkeit schneller brechen, was zu einer verminderten Schnittleistung und einer kürzeren Lebensdauer führt.
Die Partikelstärke hat direkten Einfluss darauf, wie viele Körner ihre effektiven Schneidkanten behalten und wie lange sie effizient arbeiten können. Aus diesem Grund gilt die Festigkeit als eine der grundlegenden Eigenschaften von Schleifmitteln.
Kristallisation von schwarzem Siliziumkarbid
Schwarzes Siliziumkarbid besteht hauptsächlich aus dem 4H-Polytyp. In seiner Kristallstruktur sind Siliziumatome von Kohlenstoffatomen umgeben und bilden Silizium-Kohlenstofftetraeder. Die Elementarzellen verschiedener Siliziumkarbid-Polytypen sind aus der gleichen tetraedrischen Grundstruktur aus Silizium-Kohlenstoff aufgebaut. Unterschiede in der Anzahl der Atomschichten und ihren relativen Stapelpositionen innerhalb der Elementarzelle führen zu unterschiedlichen Siliziumkarbid-Polytypen.
Wenn überschüssiges Silizium vorhanden ist, kann seine Fähigkeit, Elektronen abzugeben, dazu führen, dass schwarzes Siliziumkarbid Halbleitereigenschaften vom Typ n- aufweist. Siliziumkarbid vom N--Typ hat einen relativ hohen spezifischen Widerstand und einen großen Widerstandstemperaturkoeffizienten. Wenn die Dotierstoffkonzentration im Halbleiter vom Typ n- zunimmt, nimmt sein spezifischer Widerstand ab, während seine Linearität schlechter wird.
Unter den verschiedenen Siliziumkarbid-Polytypen steigt der elektrische Widerstand mit zunehmendem Anteil des 6H-Polytyps.
