Il carburo di silicio nero (SiC) è un materiale sintetico con elevata durezza, elevata resistenza all’usura, elevata resistenza alle alte temperature ed eccellente stabilità chimica. È costituito principalmente da sabbia di quarzo, coke di petrolio e altre materie prime fuse in un forno elettrico ad alta temperatura. Ha un’ampia gamma di utilizzi, che coprono molteplici settori industriali. Di seguito sono riportate le principali applicazioni:
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1. Abrasivi e utensili da taglio
– Materiali abrasivi: il carburo di silicio nero è ampiamente utilizzato nella fabbricazione di mole, carta vetrata, teste di rettifica, ecc. grazie alla sua elevata durezza (durezza Mohs 9.2). È adatto per la rettifica di materiali a bassa resistenza come vetro, ceramica, pietra e ghisa.
– Utensili da taglio: come materia prima per dischi da taglio, è utilizzato nella lavorazione della pietra, nel taglio dei metalli e in altri campi, particolarmente adatto per il taglio di materiali fragili.
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2. Materiali refrattari
– Applicazioni industriali ad alta temperatura: la resistenza alle alte temperature del carburo di silicio nero (il punto di fusione è di circa 2700℃) lo rende un materiale ideale per rivestimenti di forni, mattoni refrattari e getti. Viene utilizzato in apparecchiature ad alta temperatura in metallurgia, ceramica, vetro e altre industrie.
– Resistenza alla corrosione: eccellenti prestazioni in ambienti ad alta temperatura e corrosione chimica (come forni per la produzione di acciaio).
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3. Parti resistenti all’usura e agli urti
– Parti industriali resistenti all’usura: utilizzate per produrre anelli di tenuta meccanici, ugelli per sabbiatura, parti di pompe per fango, ecc., adatte ad ambienti difficili come l’industria mineraria e chimica.
– Materiali antiproiettile: grazie all’elevata durezza e resistenza agli urti, possono essere combinati con altri materiali per dispositivi di protezione.
| ANALISI CHIMICA TIPICA | PROPRIETÀ FISICHE TIPICHE | ||
| Silicio | ≥98% | Durezza: | Mohs:9.15 |
| SiO2 | ≤1% | Punto di fusione: | Sublima a 2250 ℃ |
| acqua | ≤0,5% | Temperatura massima di servizio: | 1900℃ |
| Fe2O3 | ≤0,3% | Peso specifico: | 3,2-3,45 g/cm3 |
| FC | ≤0,3% | Densità apparente (LPD): | 1,2-1,6 g/cm3 |
| Contenuto magnetico | ≤0,02% | Colore: | Nero |
| Forma delle particelle: | Esagonale | ||
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4. Elettronica e settori dei semiconduttori
– Substrato dei componenti elettronici: sebbene la purezza sia inferiore a quella del carburo di silicio verde, il carburo di silicio nero viene comunque utilizzato per produrre elementi riscaldanti elettrici (come le barre di riscaldamento a resistenza), substrati di dissipazione del calore dei circuiti stampati, ecc.
– Materiali ausiliari per semiconduttori: nell’industria fotovoltaica, viene utilizzato come sospensione abrasiva per il taglio dei wafer di silicio per migliorare l’efficienza del taglio.
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5. Ceramica e materiali compositi
– Materiali di rinforzo: come additivo per materiali compositi ceramici o metallici, migliora la resistenza, la resistenza all’usura e la resistenza alle alte temperature del materiale ed è utilizzato nel settore aerospaziale, nelle pastiglie dei freni per autoveicoli, ecc.
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6. Campi di protezione chimica e ambientale
– Attrezzature resistenti alla corrosione: utilizzate per i rivestimenti di reattori e condotte per resistere alla forte corrosione acida e alcalina.
– Materiali filtranti: utilizzati come mezzi filtranti nel trattamento dei gas di combustione ad alta temperatura, come gli elementi filtranti dei collettori di polvere.
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7. Altre applicazioni
– Lavorazione di gioielli: utilizzato per tagliare e lucidare pietre preziose.
– Materiali di rivestimento: utilizzati come rivestimenti resistenti all’usura e alla corrosione su superfici metalliche.
Differenza dal carburo di silicio verde
Il carburo di silicio nero ha una purezza inferiore (circa il 95%-98%) e un costo inferiore, ed è adatto a scenari con bassi requisiti di purezza; il carburo di silicio verde ha una purezza superiore (≥99%) e una durezza leggermente migliore, ed è utilizzato principalmente per la lavorazione di precisione di carburo cementato, chip semiconduttori, ecc.
In breve, il carburo di silicio nero svolge un ruolo importante nella produzione industriale, nei nuovi materiali, nell’energia e in altri settori grazie alle sue proprietà uniche, ed è un materiale fondamentale per migliorare l’efficienza e la durata.
Distribuzione dimensionale del carburo di silicio nero
| Designazione della grana | Diametro medio in um |
| F12 | 1765 |
| F14 | 1470 |
| F16 | 1230 |
| F20 | 1040 |
| F22 | 885 |
| F24 | 745 |
| F30 | 625 |
| F36 | 525 |
| F40 | 438 |
| F46 | 370 |
| F54 | 310 |
| F60 | 260 |
| F70 | 218 |
| F80 | 185 |
| F90 | 154 |
| F100 | 129 |
| F120 | 109 |
| F150 | 82 |
| F180 | 69 |
| Modello F220 | 58 |
| Grana JIS | D0(Micron) | D3 (micron) | D50 (micron) | D94 (micron) |
| #240 | ≤ 127 | ≤ 103 | 57,0±3,0 | ≥ 40 |
| #280 | ≤ 112 | ≤ 87 | 48,0±3,0 | ≥ 33 |
| #320 | ≤ 98 | ≤ 74 | 40,0±2,5 | ≥ 27 |
| #360 | ≤ 86 | ≤ 66 | 35,0±2,0 | ≥ 23 |
| #400 | ≤ 75 | ≤ 58 | 30,0±2,0 | ≥ 20 |
| #500 | ≤ 63 | ≤ 50 | 25,0±2,0 | ≥ 16 |
| #600 | ≤ 53 | ≤ 41 | 20,0±1,5 | ≥ 13 |
| #700 | ≤ 45 | ≤ 37 | 17,0±1,5 | ≥ 11 |
| #800 | ≤ 38 | ≤ 31 | 14,0±1,0 | ≥ 9,0 |
| #1000 | ≤ 32 | ≤ 27 | 11,5±1,0 | ≥ 7.0 |
| #1200 | ≤ 27 | ≤ 23 | 9,5±0,8 | ≥ 5,5 |
| #1500 | ≤ 23 | ≤ 20 | 8,0±0,6 | ≥ 4,5 |
| #2000 | ≤ 19 | ≤ 17 | 6,7±0,6 | ≥ 4.0 |
| #2500 | ≤ 16 | ≤ 14 | 5,5±0,5 | ≥ 3.0 |
| #3000 | ≤ 13 | ≤ 11 | 4,0±0,5 | ≥ 2.0 |
| #4000 | ≤ 11 | ≤ 8,0 | 3,0±0,4 | ≥ 1,8 |