Ha csiszolóanyagként használják, a részecskeszilárdság afekete szilícium-karbidfontos tényező, amely mind a csiszolási teljesítményt, mind az élettartamot befolyásolja. Kristályai magas hőmérsékleten{1}}képződnek és aggregálódnak, végül szinterezett szerkezetté fejlődnek. Alkalmazástól függően a fekete szilícium-karbid különböző, megfelelő mechanikai tulajdonságokkal és hosszú élettartamú termékekké dolgozható fel.
A fekete szilícium-karbid szilárdsági követelményei
A fekete szilícium-karbid szilárdsága statikus terhelés mellett nyomópróbával értékelhető. Egy hengeres lemez felületére egy 5 g-os mintát, a tetejére egy másik hengeres tányért helyezünk. Ezután 30 kg/cm² nyomást alkalmazunk a fekete szilícium-karbid egy részének összetörésére. A zúzott anyagot kiszűrjük, és kiszámítjuk a megmaradt zúzatlan részecskék tömege és az eredeti minta tömege közötti arányt. A nagyobb arány nagyobb részecskeszilárdságot, míg az alacsonyabb arány gyengébb anyagot jelez.
A csiszolóanyag szilárdsága arra utal, hogy az egyes fekete szilícium-karbid részecskék milyen erősen tartanak együtt. Gyakorlatilag ez egy csiszolószemcse azon képessége, hogy törés nélkül ellenáll a külső nyomásnak, miközben vágóélei még viszonylag élesek. A tapasztalat azt mutatja, hogy a kis szilárdságú csiszolóanyagok gyorsabban törnek, ami csökkenti a vágási teljesítményt és rövidebb élettartamot.
A részecskeszilárdság közvetlenül befolyásolja, hogy hány szem képes megőrizni hatékony vágóélét, és mennyi ideig tudnak hatékonyan dolgozni. Emiatt a szilárdságot a csiszolóanyagok egyik alapvető tulajdonságának tekintik.
Fekete szilícium-karbid kristályosítása
A fekete szilícium-karbid főként 4H politípusból áll. Kristályszerkezetében a szilíciumatomokat szénatomok veszik körül, és szilícium-szén-tetraédereket képeznek. A különböző szilícium-karbid politípusú egységcellák ugyanabból a szilícium-szén tetraéder alapszerkezetből épülnek fel. Az atomrétegek számában és egymáshoz viszonyított egymásra helyezésében az egységcellán belüli különbségek különböző szilícium-karbid politípusokat eredményeznek.
Ha többlet szilícium van jelen, az elektronokat adó képessége a fekete szilícium-karbid n- típusú félvezető jellemzőit eredményezheti. Az N- típusú szilícium-karbid viszonylag nagy ellenállással és nagy hőmérsékleti ellenállási együtthatóval rendelkezik. Az n- típusú félvezető adalékanyag-koncentrációjának növekedésével az ellenállása csökken, míg a linearitása gyengébb lesz.
A különböző szilícium-karbid politípusok között az elektromos ellenállás növekszik a 6H politípus arányának növekedésével.
