Khi được sử dụng làm chất mài mòn, cường độ hạt củacacbua silic đenlà một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến cả hiệu suất mài và tuổi thọ sử dụng. Các tinh thể của nó hình thành và kết tụ trong điều kiện nhiệt độ-cao, cuối cùng phát triển thành cấu trúc thiêu kết. Tùy thuộc vào ứng dụng, cacbua silic đen có thể được xử lý thành các sản phẩm khác nhau với tính chất cơ học phù hợp và tuổi thọ dài.
Yêu cầu về độ bền của cacbua silic đen
Độ bền của cacbua silic đen có thể được đánh giá dưới tải trọng tĩnh bằng thử nghiệm nghiền. Một mẫu nặng 5 g được đặt trên bề mặt của một tấm hình trụ và một tấm hình trụ khác được đặt lên trên. Sau đó, áp suất được tác dụng ở mức 30 kg/cm2 để nghiền nát một phần cacbua silic đen. Vật liệu đã nghiền được sàng lọc và tỷ lệ giữa trọng lượng của các hạt chưa nghiền còn lại và trọng lượng mẫu ban đầu được tính toán. Tỷ lệ cao hơn cho thấy cường độ hạt lớn hơn, trong khi tỷ lệ thấp hơn cho thấy vật liệu yếu hơn.
Độ bền của chất mài mòn đề cập đến mức độ chắc chắn của các hạt cacbua silic đen riêng lẻ với nhau. Về mặt thực tế, đó là khả năng của hạt mài mòn chịu được áp lực bên ngoài mà không bị gãy trong khi các cạnh cắt của nó vẫn tương đối sắc nét. Kinh nghiệm cho thấy rằng chất mài mòn có độ bền- thấp bị gãy nhanh hơn, dẫn đến hiệu suất cắt giảm và tuổi thọ sử dụng ngắn hơn.
Độ bền của hạt ảnh hưởng trực tiếp đến số lượng hạt có thể giữ được lưỡi cắt hiệu quả và thời gian chúng có thể tiếp tục hoạt động hiệu quả. Vì lý do này, độ bền được coi là một trong những tính chất cơ bản của vật liệu mài mòn.
Sự kết tinh của cacbua silic đen
Cacbua silic đen chủ yếu bao gồm polytype 4H. Trong cấu trúc tinh thể của nó, các nguyên tử silicon được bao quanh bởi các nguyên tử carbon, tạo thành tứ diện carbon-silic. Các ô đơn vị của nhiều loại cacbua silic khác nhau được tạo ra từ cùng một cấu trúc tứ diện cacbon silicon{4}}cơ bản. Sự khác biệt về số lượng lớp nguyên tử và vị trí xếp chồng tương đối của chúng trong ô đơn vị dẫn đến nhiều kiểu đa dạng cacbua silic khác nhau.
Khi có lượng silicon dư thừa, khả năng nhường electron của nó có thể khiến cacbua silic đen biểu hiện các đặc tính bán dẫn loại n. Cacbua silic loại N- có điện trở suất tương đối cao và hệ số điện trở nhiệt độ lớn. Khi nồng độ tạp chất trong chất bán dẫn loại n-tăng lên, điện trở suất của nó giảm đi, trong khi độ tuyến tính của nó trở nên kém hơn.
Trong số các polytype silicon cacbua khác nhau, điện trở suất tăng khi tỷ lệ của polytype 6H tăng lên.
