При использовании в качестве абразива прочность частицчерный карбид кремнияявляется важным фактором, влияющим как на производительность шлифования, так и на срок службы. Его кристаллы образуются и агрегируются в условиях высоких-температур, в конечном итоге превращаясь в спеченную структуру. В зависимости от применения черный карбид кремния можно перерабатывать в различные продукты с подходящими механическими свойствами и длительным сроком службы.
Требования к прочности черного карбида кремния
Прочность черного карбида кремния можно оценить при статической нагрузке с помощью испытания на раздавливание. Образец массой 5 г помещают на поверхность цилиндрической пластины, сверху кладут еще одну цилиндрическую пластину. Затем прикладывают давление 30 кг/см², чтобы раздавить часть черного карбида кремния. Измельченный материал отсеивают и рассчитывают соотношение массы оставшихся неизмельченных частиц к исходной массе пробы. Более высокое соотношение указывает на большую прочность частиц, а более низкое соотношение указывает на более слабый материал.
Прочность абразива показывает, насколько прочно держатся вместе отдельные частицы черного карбида кремния. На практике это способность абразивного зерна выдерживать внешнее давление, не разрушаясь, при этом его режущие кромки остаются относительно острыми. Опыт показывает, что абразивы с низкой-прочностью разрушаются быстрее, что приводит к снижению производительности резания и сокращению срока службы.
Прочность частиц напрямую влияет на то, сколько зерен смогут сохранить свои эффективные режущие кромки и как долго они смогут продолжать эффективно работать. По этой причине прочность считается одним из фундаментальных свойств абразивных материалов.
Кристаллизация черного карбида кремния.
Черный карбид кремния в основном состоит из политипа 4Н. В его кристаллической структуре атомы кремния окружены атомами углерода, образуя кремний-углеродные тетраэдры. Элементарные ячейки различных политипов карбида кремния построены из одной и той же базовой кремний-углеродной тетраэдрической структуры. Различия в количестве атомных слоев и их относительном положении укладки внутри элементарной ячейки приводят к различным политипам карбида кремния.
При наличии избытка кремния его способность отдавать электроны может привести к тому, что черный карбид кремния проявит полупроводниковые характеристики n-типа. Карбид кремния типа Н- имеет относительно высокое удельное сопротивление и большой температурный коэффициент сопротивления. С увеличением концентрации легирующей примеси в полупроводнике n-типа его удельное сопротивление уменьшается, а линейность ухудшается.
Среди различных политипов карбида кремния электросопротивление увеличивается по мере увеличения доли политипа 6H.
