Ko se uporablja kot abraziv, se trdnost delcevčrni silicijev karbidje pomemben dejavnik, ki vpliva na zmogljivost brušenja in življenjsko dobo. Njegovi kristali se oblikujejo in združujejo pod pogoji visoke-temperature in se sčasoma razvijejo v sintrano strukturo. Odvisno od uporabe se črni silicijev karbid lahko predela v različne izdelke z ustreznimi mehanskimi lastnostmi in dolgo življenjsko dobo.
Trdnostne zahteve črnega silicijevega karbida
Trdnost črnega silicijevega karbida je mogoče oceniti pod statično obremenitvijo z drobilnim testom. 5 g vzorec se položi na površino valjaste plošče, druga valjasta plošča pa na vrh. Nato se uporabi pritisk 30 kg/cm², da se del črnega silicijevega karbida zdrobi. Zdrobljen material se preseje in izračuna se razmerje med maso preostalih nezdrobljenih delcev in prvotno maso vzorca. Višje razmerje pomeni večjo trdnost delcev, medtem ko nižje razmerje kaže na šibkejši material.
Moč abraziva se nanaša na to, kako trdno se posamezni delci črnega silicijevega karbida držijo skupaj. V praksi je to sposobnost abrazivnega zrna, da prenese zunanji pritisk, ne da bi se zlomilo, medtem ko so njegovi rezalni robovi še razmeroma ostri. Izkušnje kažejo, da-abrazivi z nizko trdnostjo hitreje zlomijo, kar ima za posledico manjšo rezalno zmogljivost in krajšo življenjsko dobo.
Trdnost delcev neposredno vpliva na to, koliko zrn lahko obdrži svoje učinkovite rezalne robove in kako dolgo lahko še naprej učinkovito delujejo. Zaradi tega se trdnost šteje za eno temeljnih lastnosti abrazivnih materialov.
Kristalizacija črnega silicijevega karbida
Črni silicijev karbid je v glavnem sestavljen iz politipa 4H. V njegovi kristalni strukturi so atomi silicija obdani z atomi ogljika, ki tvorijo silicijeve -ogljikove tetraedre. Enotne celice različnih politipov silicijevega karbida so zgrajene iz iste osnovne silicijeve-ogljikove tetraedrske strukture. Razlike v številu atomskih plasti in njihovih relativnih položajih zlaganja znotraj enote celice povzročijo različne politipe silicijevega karbida.
Če je prisoten presežek silicija, lahko njegova sposobnost oddajanja elektronov povzroči, da črni silicijev karbid kaže lastnosti polprevodnika tipa n-. Silicijev karbid tipa N- ima razmeroma visoko upornost in velik temperaturni koeficient upornosti. Z večanjem koncentracije dopanta v polprevodniku tipa n- se njegova upornost zmanjšuje, njegova linearnost pa postaja slabša.
Med različnimi politipi silicijevega karbida se električna upornost poveča, ko se poveča delež politipa 6H.
