Pri použití ako brusivo je sila častíc očierny karbid kremíkaje dôležitým faktorom ovplyvňujúcim výkon brúsenia a životnosť. Jeho kryštály sa formujú a agregujú za vysokých-teplotných podmienok, až sa nakoniec vyvinú do sintrovanej štruktúry. Čierny karbid kremíka možno v závislosti od použitia spracovať na rôzne produkty s vhodnými mechanickými vlastnosťami a dlhou životnosťou.
Požiadavky na pevnosť čierneho karbidu kremíka
Pevnosť čierneho karbidu kremíka sa dá vyhodnotiť pri statickom zaťažení pomocou testu drvenia. 5 g vzorka sa umiestni na povrch valcovej platne a na vrch sa umiestni ďalšia valcová platňa. Potom sa aplikuje tlak 30 kg/cm², aby sa rozdrvila časť čierneho karbidu kremíka. Rozdrvený materiál sa preoseje a vypočíta sa pomer medzi hmotnosťou zostávajúcich nerozdrvených častíc a hmotnosťou pôvodnej vzorky. Vyšší pomer znamená väčšiu pevnosť častíc, zatiaľ čo nižší pomer znamená slabší materiál.
Sila brusiva vyjadruje, ako pevne držia jednotlivé čierne častice karbidu kremíka pohromade. V praxi ide o schopnosť brúsneho zrna odolávať vonkajšiemu tlaku bez toho, aby sa zlomil, pričom jeho rezné hrany sú stále relatívne ostré. Skúsenosti ukazujú, že-brúsivá s nízkou pevnosťou sa lámu rýchlejšie, čo vedie k zníženiu rezného výkonu a kratšej životnosti.
Pevnosť častíc priamo ovplyvňuje, koľko zŕn si dokáže udržať svoje efektívne rezné hrany a ako dlho môžu ďalej efektívne pracovať. Z tohto dôvodu sa pevnosť považuje za jednu zo základných vlastností abrazívnych materiálov.
Kryštalizácia čierneho karbidu kremíka
Čierny karbid kremíka pozostáva hlavne z polytypu 4H. Vo svojej kryštálovej štruktúre sú atómy kremíka obklopené atómami uhlíka, čím sa vytvárajú kremíkové-uhlíkové štvorsteny. Základné bunky rôznych polytypov karbidu kremíka sú vyrobené z rovnakej základnej kremíkovej-uhlíkovej štvorstennej štruktúry. Rozdiely v počte atómových vrstiev a ich relatívnych polohách v rámci základnej bunky vedú k rôznym polytypom karbidu kremíka.
Ak je prítomný nadbytok kremíka, jeho schopnosť darovať elektróny môže spôsobiť, že čierny karbid kremíka prejaví vlastnosti polovodičov typu n-. Karbid kremíka typu N- má relatívne vysoký odpor a veľký teplotný koeficient odporu. So zvyšujúcou sa koncentráciou dopantu v polovodiči typu n{4}} klesá jeho odpor, zatiaľ čo jeho linearita sa zhoršuje.
Medzi rôznymi polytypmi karbidu kremíka sa elektrický odpor zvyšuje so zvyšujúcim sa podielom polytypu 6H.
