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Schleifmittel

3.019 Bytes hinzugefügt, 12:00, 8. Dez. 2020
Synthetisch
* Sinterkorund
*::- Durch [[Sintern]] von gemahlenem Rohbauxit lässt sich Sinterbauxitkorund und durch das Sintern eines Aluminiumhydroxidgels ein Sol-Gel-Korund herstellen. Für Sinterbauxitkorund wird gemahlener Rohbauxit mit Wasser, Bindestoffen und Presshilfsmitteln gemischt. Die pastöse Masse wird dann extrudiert, auf Länge geschnitten und anschließend gesintert. Bedingt durch den Herstellprozess bildet sich eine gleichmäßige, feinkristalline Kornstruktur aus. Beim Sol-Gel-Verfahren wird in einem ersten Schritt aus einem Feststoff durch Zugabe von Wasser eine kolloide Lösung hergestellt. Die in dem Medium gelösten Feststoffteilchen weisen eine Größe auf, die in der Regel zwischen 1 nm und 1 μm liegt. Damit erfüllen sie die Forderung einer kolloiden Lösung, in der die dispersen Teilchen größere Abmessungen als die von einfachen Molekülen haben sollen. Kolloiddisperse Stoffe in Flüssigkeiten werden als kolloide Lösungen oder allgemein auch als Sole bezeichnet. Ist das Dispersionsmittel Wasser, so spricht man auch von Hydrosolen. Zur Stabilisierung und zur Auflösung von Agglomeraten und damit zur Erhöhung des Dispersionsgrades wird dem Gemisch ein sog. Peptisator beigemischt. Aluminiumhydroxid wird z. B. durch Salzsäure oder Salpetersäure peptisiert [N.N.82]. In den meisten Fällen ergibt sich in dem Hydrosol ein pH-Wert zwischen 2 und 3. Durch weitere Zugabe von Elektrolyten wird das Sol dehydriert, d. h., die dispersen Teilchen polymerisieren und es entsteht eine gallertartige Masse, das Gel. Hierdurch wird die Erzeugung einer homogenen Masse mit orientierter Ausrichtung der einzelnen Kristalle erreicht. Der Vorgang der Gelbildung kann daher als kontrollierte und gleichzeitig orientierte Ausflockung beschrieben werden [HERM73].
** Sinterbauxitkorund aus gemahlenem Rohbauxit
** Sol-Gel-Korund aus Aluminiumhydroxidgel
 
==== Siliziumkarbide ====
Im Widerstandsofen lässt sich Quarzsand zu Siliziumcarbiden erschmelzen. Vergleichbar zu den Korunden lassen sich dabei durch Anpassung der Prozessparameter Reinheit, Festigkeit und Farbe einstellen. Man unterscheidet die Güte der Siliziumkarbide ausgehend von der Farbe in grün und <nowiki>schwarz</nowiki>.
 
* Herstellung
::-Für die Herstellung wird ein Gemisch aus 53% Quarzsand, 40% Kohle, 5% Sägemehl und 2% Kochsalz angesetzt. Die wesentliche Reaktion während der Schmelze lautet <br>SiO<sub>2</sub> + 3C -> <nowiki>SiC</nowiki> + 2CO. Das zugegebene Sägemehl dient der Auflockerung des Gemisches und der damit verbundenen Abführung des CO-Gases. Das Kochsalz NaCl<sup>-</sup> fördert die Reinigung und Abscheidung von Verunreinigungen, wie Eisen oder Aluminium. Insgesamt dauert der Prozess ca. 36 Stunden und erfolgt bei 2000-2400 °C ind 5 bis 20 Meter langen Öfen. Nachdem die Schmelze abgekühlt ist wird die SiC-Kruste ausgeschält. Umgeben ist sie von einer Schicht des Gemisches, welche nicht reagiert und lediglich der Wärmeisolation dient, und einer Zone nur teilweise umgesetzten Materiales aus SiO2, Si, C und <nowiki>SiC</nowiki>. Selbst umgibt die eigentliche Siliziumkarbid-Schicht schalenartig einen Graphitkern. Die aus kleineren und größeren SiC-Kristallen zusammengebackene, röhrenförmige Kruste wird im Anschluss gebrochen, geputzt und sortiert in die Qualitäten 1+2, sowie 3-5. Die Qualitäten 3-5 sind an diesem Punkt fertig für den weiteren Einsatz in der metallurgischen Industrie. Die Qualitäten 1+2 werden weiter gebrochen und gemahlen, um daraufhin säurebehandelt, gewaschen und über Magnete weiter gereinigt zu werden. Abschließend wird das Siliziumkarbid gesiebt, geschlämmt und in die Körnungen 8 bis 800 als SiC-grün und in die Körnung 1200 als <nowiki>SiC</nowiki>-<nowiki>schwarz</nowiki> sortiert.
* Eigenschaften
::- Je nach dem Anteil der Verunreinigungen und Lage im Ofen beim Schmelzen verändern sich die Eigenschaften und Zusammensetzungen der Siliziumkarbide. Die Grünfärbung des 98 %-igen <nowiki>SiC</nowiki> lässt sich auf Stickstoffanteile von 10<sup>-4</sup> bis 10<sup>-3</sup> % zurückführen. Das schwarze, 97%-ige <nowiki>SiC</nowiki> wird durch kleine Mengen Aluminium bzw. Aluminiumoxid hervorgerufen. In der Literatur ist die Härte unabhängig von der Kristallorientierung und den vorhandenen Verunreinigungen in einem Bereich von 2450 bis 3000 HK angegeben. Siliziumkarbid besitzt damit von den konventionellen Schleifmitteln die größte Härte. Siliziumkarbid ist vergleichsweise spröde, kann Wärme allerdings wesentlich besser innerhalb des Korns ausgleichen als beispielsweise Korund. Es ist weiterhin eine chemisch sehr stabile Verbindung und ist auch bei hohen Temperaturen säurebeständig. Einzig Phosphorsäure schaffte es bei 200-300°C das Siliziumkarbid anzugreifen.
 
==== Kubisches Bornitrid ====
1.195
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