Lorsqu'il est utilisé comme abrasif, la résistance des particules decarbure de silicium noirest un facteur important affectant à la fois les performances de meulage et la durée de vie. Ses cristaux se forment et s'agrègent dans des conditions de température élevée-, pour finalement se développer en une structure frittée. Selon l'application, le carbure de silicium noir peut être transformé en différents produits dotés de propriétés mécaniques adaptées et d'une longue durée de vie.
Exigences de résistance du carbure de silicium noir
La résistance du carbure de silicium noir peut être évaluée sous une charge statique à l'aide d'un test d'écrasement. Un échantillon de 5 g est placé sur la surface d'une plaque cylindrique et une autre plaque cylindrique est placée dessus. Une pression est ensuite appliquée à 30 kg/cm² pour écraser une partie du carbure de silicium noir. Le matériau broyé est filtré et le rapport entre le poids des particules non broyées restantes et le poids de l'échantillon d'origine est calculé. Un rapport plus élevé indique une plus grande résistance des particules, tandis qu'un rapport inférieur indique un matériau plus faible.
La force d’un abrasif fait référence à la fermeté avec laquelle les particules individuelles de carbure de silicium noir tiennent ensemble. Concrètement, il s’agit de la capacité d’un grain abrasif à résister à une pression extérieure sans se briser alors que ses arêtes coupantes sont encore relativement tranchantes. L'expérience montre que les abrasifs à faible résistance-se fracturent plus rapidement, ce qui entraîne des performances de coupe réduites et une durée de vie plus courte.
La résistance des particules affecte directement le nombre de grains qui peuvent conserver leurs arêtes de coupe efficaces et la durée pendant laquelle ils peuvent continuer à travailler efficacement. C’est pour cette raison que la résistance est considérée comme l’une des propriétés fondamentales des matériaux abrasifs.
Cristallisation du carbure de silicium noir
Le carbure de silicium noir est principalement constitué du polytype 4H. Dans sa structure cristalline, les atomes de silicium sont entourés d'atomes de carbone, formant des tétraèdres de silicium-carbone. Les cellules unitaires de différents polytypes de carbure de silicium sont construites à partir de la même structure tétraédrique de base en silicium -carbone. Les différences dans le nombre de couches atomiques et leurs positions d'empilement relatives au sein de la cellule unitaire donnent lieu à différents polytypes de carbure de silicium.
Lorsqu'un excès de silicium est présent, sa capacité à donner des électrons peut amener le carbure de silicium noir à présenter des caractéristiques de semi-conducteur de type n-. Le carbure de silicium de type N- a une résistivité relativement élevée et un coefficient de résistance à la température élevé. À mesure que la concentration de dopant dans le semi-conducteur de type n- augmente, sa résistivité diminue, tandis que sa linéarité devient plus mauvaise.
Parmi les différents polytypes de carbure de silicium, la résistivité électrique augmente à mesure que la proportion du polytype 6H augmente.
