Käytettäessä hioma-aineena hiukkaslujuusmusta piikarbidion tärkeä tekijä, joka vaikuttaa sekä hiontatehoon että käyttöikään. Sen kiteet muodostuvat ja aggregoituvat korkean lämpötilan olosuhteissa ja kehittyvät lopulta sintratuksi rakenteeksi. Sovelluksesta riippuen musta piikarbidi voidaan jalostaa erilaisiksi tuotteiksi, joilla on sopivat mekaaniset ominaisuudet ja pitkä käyttöikä.
Mustan piikarbidin lujuusvaatimukset
Mustan piikarbidin lujuus voidaan arvioida staattisen kuormituksen alaisena käyttämällä puristustestiä. 5 g:n näyte asetetaan lieriömäisen levyn pinnalle ja toinen sylinterimäinen levy sen päälle. Sitten kohdistetaan painetta 30 kg/cm² osan mustan piikarbidin murskaamiseksi. Murskattu materiaali seulotaan ja jäljelle jääneiden murskaamattomien hiukkasten painon ja alkuperäisen näytteen painon välinen suhde lasketaan. Suurempi suhde osoittaa suurempaa hiukkaslujuutta, kun taas pienempi suhde osoittaa heikompaa materiaalia.
Hioma-aineen lujuus viittaa siihen, kuinka lujasti yksittäiset mustat piikarbidihiukkaset pitävät yhdessä. Käytännössä se on hankaavan rakeen kykyä kestää ulkoista painetta rikkoutumatta, kun sen leikkuureunat ovat vielä suhteellisen teräviä. Kokemus on osoittanut, että alhainen-hioma-aineet murtuvat nopeammin, mikä heikentää leikkaustehoa ja lyhentää käyttöikää.
Hiukkaslujuus vaikuttaa suoraan siihen, kuinka moni jyvä pystyy säilyttämään tehokkaat leikkuureunansa ja kuinka kauan ne voivat jatkaa toimintaansa tehokkaasti. Tästä syystä lujuutta pidetään yhtenä hankaavien materiaalien perusominaisuuksista.
Mustan piikarbidin kiteytys
Musta piikarbidi koostuu pääasiassa 4H-polytyypistä. Sen kiderakenteessa piiatomeja ympäröivät hiiliatomit, jotka muodostavat pii-hiilitetraedria. Erilaisten piikarbidipolytyyppien yksikkökennot on rakennettu samasta pii-hiilitetraedrisestä perusrakenteesta. Erot atomikerrosten lukumäärässä ja niiden suhteellisessa pinoamisasennossa yksikkökennon sisällä johtavat erilaisiin piikarbidipolytyyppeihin.
Kun piitä on liikaa, sen kyky luovuttaa elektroneja voi saada musta piikarbidi osoittamaan n--tyypin puolijohdeominaisuuksia. N--tyypin piikarbidilla on suhteellisen korkea resistiivisyys ja suuri lämpötilavastuskerroin. Kun seostusainepitoisuus n--tyypin puolijohteessa kasvaa, sen ominaisvastus pienenee, kun taas sen lineaarisuus heikkenee.
Eri piikarbidipolytyypeistä sähköinen ominaisvastus kasvaa 6H-polytyypin osuuden kasvaessa.
