Når det bruges som slibemiddel, er partikelstyrken afsort siliciumcarbider en vigtig faktor, der påvirker både slibeydelse og levetid. Dens krystaller dannes og aggregeres under høje-temperaturforhold og udvikler sig til sidst til en sintret struktur. Afhængigt af anvendelsen kan sort siliciumcarbid forarbejdes til forskellige produkter med passende mekaniske egenskaber og lang levetid.
Styrkekrav til sort siliciumcarbid
Styrken af sort siliciumcarbid kan vurderes under en statisk belastning ved hjælp af en knusningstest. En 5 g prøve anbringes på overfladen af en cylindrisk plade, og en anden cylindrisk plade anbringes ovenpå. Derpå påføres et tryk på 30 kg/cm² for at knuse en del af det sorte siliciumcarbid. Det knuste materiale sigtes fra, og forholdet mellem vægten af de resterende ikke-knuste partikler og den oprindelige prøvevægt beregnes. Et højere forhold indikerer større partikelstyrke, mens et lavere forhold indikerer svagere materiale.
Styrken af et slibemiddel refererer til, hvor fast de enkelte sorte siliciumcarbidpartikler holder sammen. Rent praktisk er det et slibekorns evne til at modstå ydre tryk uden at gå i stykker, mens dets skær stadig er relativt skarpe. Erfaring viser, at slibemidler med lav-styrke brækker hurtigere, hvilket resulterer i reduceret skæreydelse og kortere levetid.
Partikelstyrken påvirker direkte, hvor mange korn, der kan bevare deres effektive skær, og hvor længe de kan fortsætte med at arbejde effektivt. Af denne grund betragtes styrke som en af de grundlæggende egenskaber ved slibende materialer.
Krystallisation af sort siliciumcarbid
Sort siliciumcarbid består hovedsageligt af 4H polytypen. I sin krystalstruktur er siliciumatomer omgivet af kulstofatomer, der danner silicium-carbontetraedre. Enhedscellerne af forskellige siliciumcarbidpolytyper er bygget af den samme grundlæggende silicium-carbontetraedriske struktur. Forskelle i antallet af atomlag og deres relative stablingspositioner i enhedscellen resulterer i forskellige siliciumcarbidpolytyper.
Når der er overskydende silicium til stede, kan dets evne til at donere elektroner få sort siliciumcarbid til at udvise n--type halvlederkarakteristika. N--type siliciumcarbid har relativt høj resistivitet og en høj temperaturmodstandskoefficient. Når doteringsmiddelkoncentrationen i halvlederen af n-typen stiger, falder dens resistivitet, mens dens linearitet bliver dårligere.
Blandt de forskellige siliciumcarbid-polytyper stiger den elektriske resistivitet, når andelen af 6H-polytypen stiger.
