Rekristallisiertes Siliciumcarbid (RXSIC, ReSIC, RSIC, R-SIC). Ausgangsmaterial ist Siliciumcarbid. Es werden keine Verdichtungsmittel verwendet. Die Grünlinge werden zur Endverfestigung auf über 2200 °C erhitzt. Das resultierende Material weist eine Porosität von ca. 25 % auf, was seine mechanischen Eigenschaften einschränkt; es kann jedoch sehr rein sein. Das Verfahren ist sehr wirtschaftlich.
Reaktionsgebundenes Siliciumcarbid (RBSiC). Die Ausgangsmaterialien sind Siliciumcarbid und Kohlenstoff. Das Grünteil wird anschließend mit geschmolzenem Silicium bei über 1450 °C infiltriert. Die Reaktion lautet: SiC + C + Si → SiC. Das Mikrogefüge weist in der Regel einen gewissen Siliciumüberschuss auf, was die Hochtemperatureigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit einschränkt. Während des Prozesses treten nur geringe Dimensionsänderungen auf; allerdings befindet sich häufig eine Siliciumschicht auf der Oberfläche des fertigen Bauteils. ZPC RBSiC wird mit fortschrittlicher Technologie hergestellt und dient zur Produktion von verschleißfesten Auskleidungen, Platten, Fliesen, Zyklonauskleidungen, Blöcken, unregelmäßigen Teilen sowie verschleiß- und korrosionsbeständigen Rauchgasentschwefelungsdüsen, Wärmetauschern, Rohren und Schläuchen.
Nitridgebundenes Siliciumcarbid (NBSIC, NSIC). Die Ausgangsmaterialien sind Siliciumcarbid und Siliciumpulver. Der Grünling wird in Stickstoffatmosphäre gebrannt, wobei die Reaktion SiC + 3Si + 2N₂ → SiC + Si₃N₄ abläuft. Das Endprodukt zeigt während der Verarbeitung nur geringe Dimensionsänderungen. Es weist eine gewisse Porosität auf (typischerweise etwa 20 %).
Direktgesintertes Siliciumcarbid (SSIC). Siliciumcarbid dient als Ausgangsmaterial. Bor und Kohlenstoff werden als Verdichtungsmittel eingesetzt, die Verdichtung erfolgt durch eine Festkörperreaktion oberhalb von 2200 °C. Die hervorragenden Hochtemperatureigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit sind auf das Fehlen einer glasartigen zweiten Phase an den Korngrenzen zurückzuführen.
Flüssigphasengesintertes Siliciumcarbid (LSSIC). Siliciumcarbid dient als Ausgangsmaterial. Als Verdichtungsmittel werden Yttriumoxid und Aluminiumoxid eingesetzt. Die Verdichtung erfolgt oberhalb von 2100 °C durch eine Flüssigphasenreaktion und führt zur Bildung einer glasartigen zweiten Phase. Die mechanischen Eigenschaften sind im Allgemeinen besser als bei SSIC, die Hochtemperatureigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit sind jedoch geringer.
Heißgepresstes Siliciumcarbid (HPSIC). Als Ausgangsmaterial dient Siliciumcarbidpulver. Verdichtungsmittel sind üblicherweise Bor und Kohlenstoff oder Yttriumoxid und Aluminiumoxid. Die Verdichtung erfolgt durch gleichzeitige Anwendung von mechanischem Druck und Temperatur in einer Graphitform. Es entstehen einfache Platten. Geringe Mengen an Sinterhilfsmitteln können verwendet werden. Die mechanischen Eigenschaften heißgepresster Werkstoffe dienen als Vergleichsgrundlage für andere Verfahren. Die elektrischen Eigenschaften lassen sich durch Variation der Verdichtungsmittel beeinflussen.
CVD-Siliciumcarbid (CVDSIC). Dieses Material wird durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) hergestellt, wobei die Reaktion CH₃SiCl₃ → SiC + 3HCl abläuft. Die Reaktion findet unter einer H₂-Atmosphäre statt, wobei das SiC auf ein Graphitsubstrat abgeschieden wird. Das Verfahren liefert ein Material von sehr hoher Reinheit; allerdings lassen sich damit nur einfache Platten herstellen. Aufgrund der langen Reaktionszeiten ist das Verfahren sehr kostspielig.
Chemisch dampfabgeschiedenes Verbundsiliciumcarbid (CVCSiC). Dieses Verfahren beginnt mit einem firmeneigenen Graphitvorläufer, der im Graphitzustand in endkonturnahe Formen bearbeitet wird. Im Konversionsprozess wird das Graphitteil einer In-situ-Festkörper-Dampfphasenreaktion unterzogen, um polykristallines, stöchiometrisch korrektes SiC zu erzeugen. Dieser präzise gesteuerte Prozess ermöglicht die Herstellung komplexer Designs in einem vollständig umgewandelten SiC-Bauteil mit engen Toleranzen und hoher Reinheit. Das Konversionsverfahren verkürzt die übliche Produktionszeit und senkt die Kosten im Vergleich zu anderen Methoden.* Quelle (sofern nicht anders angegeben): Ceradyne Inc., Costa Mesa, Kalifornien.
Beitragszeit: 16. Juni 2018