Når det brukes som et slipemiddel, partikkelstyrken tilsvart silisiumkarbider en viktig faktor som påvirker både slipeytelse og levetid. Krystallene dannes og aggregeres under høye-temperaturforhold, og utvikler seg til slutt til en sintret struktur. Avhengig av bruksområdet kan svart silisiumkarbid bearbeides til forskjellige produkter med passende mekaniske egenskaper og lang levetid.
Styrkekrav til svart silisiumkarbid
Styrken til svart silisiumkarbid kan evalueres under en statisk belastning ved hjelp av en knusetest. En prøve på 5 g plasseres på overflaten av en sylindrisk plate, og en annen sylindrisk plate plasseres på toppen. Deretter påføres et trykk på 30 kg/cm² for å knuse en del av det svarte silisiumkarbidet. Det knuste materialet siles ut, og forholdet mellom vekten av de gjenværende uknuste partiklene og den opprinnelige prøvevekten beregnes. Et høyere forhold indikerer større partikkelstyrke, mens et lavere forhold indikerer svakere materiale.
Styrken til et slipemiddel refererer til hvor godt de individuelle sorte silisiumkarbidpartiklene holder sammen. Rent praktisk er det et slipekorns evne til å motstå ytre trykk uten å knekke mens skjærekantene fortsatt er relativt skarpe. Erfaring viser at slipemidler med lav-styrke sprekker raskere, noe som resulterer i redusert kutteytelse og kortere levetid.
Partikkelstyrken påvirker direkte hvor mange korn som kan beholde sine effektive skjærekanter og hvor lenge de kan fortsette å jobbe effektivt. Av denne grunn regnes styrke som en av de grunnleggende egenskapene til slipende materialer.
Krystallisering av svart silisiumkarbid
Svart silisiumkarbid består hovedsakelig av 4H-polytypen. I sin krystallstruktur er silisiumatomer omgitt av karbonatomer, og danner silisium-karbontetraeder. Enhetscellene til forskjellige silisiumkarbidpolytyper er bygget av den samme grunnleggende silisium-karbontetraedriske strukturen. Forskjeller i antall atomlag og deres relative stablingsposisjoner i enhetscellen resulterer i forskjellige silisiumkarbidpolytyper.
Når overflødig silisium er tilstede, kan dets evne til å donere elektroner føre til at svart silisiumkarbid viser n--type halvlederegenskaper. N--type silisiumkarbid har relativt høy resistivitet og en høy temperaturkoeffisient. Når dopingmiddelkonsentrasjonen i halvlederen av n-type øker, reduseres resistiviteten, mens lineariteten blir dårligere.
Blant de forskjellige silisiumkarbidpolytypene øker den elektriske resistiviteten ettersom andelen av 6H-polytypen øker.
