Carbid

Carbide sind Verbindungen aus Kohlenstoff und einem Metall oder Nichtmetall. Sie entstehen in einem technischen Schmelz- oder Reaktionsprozess, bei dem ein Reaktionsgemisch hohem Druck und hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Der Druck fördert die Bildung von Carbiden, indem er den Kohlenstoff in das Metallgitter einlagert.

Siliziumcarbid

Eisencarbid

  • Stahl kann einen Kohlenstoffgehalt von 0,002% bis 2,06% aufweisen. Je mehr Kohlenstoff sich im Stahl befindet, je härter und fester wird das Material. Bei bestimmten Temperaturen und einer entsprechenden Kohlenstoffsättigung kann sich im Stahlgefüge Eisencarbid (Fe3C) bilden.

    Eisencarbid wird auch Zementit genannt. Dabei handelt es sich um eine Verbindung aus Eisen und Kohlenstoff, die sich bei bestimmten Temperaturen aus der Schmelze herauskristallisieren. Die Bildung von Zementit sowie der verschiedenen Gefügearten wird ausführlich in unserem Artikel über das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm erklärt.

    Zementit ist jedoch nicht das einzige Carbid, welches bei der Stahlherstellung von Bedeutung ist. Die Legierungselemente Chrom, Vanadium, Wolfram und Molybdän sind starke Carbidbildner und erhöhen die Härte und Verschleißfestigkeit des Stahls. Silizium dagegen fördert die Graphitausscheidung und vermindert somit die Bildung von Carbiden.

Es gibt verschiedene Arten von Carbiden, je nach Art des Metalls oder Nichtmetalls, mit dem sie gebildet werden. Beispiele sind Siliciumcarbid (SiC), Wolframcarbid (WC) und Zirkoniumcarbid (ZrC). Insgesamt bieten Carbide aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten in unterschiedlichen Industriezweigen.

Carbide haben eine hohe Härte und können eine gute Hitzebeständigkeit aufweisen. Daher werden sie, zum Beispiel in verschiedenen Bereichen eingesetzt:

  • Schleifwerkzeuge: Hartmetalle werden aufgrund ihrer hohen Härte und Abriebfestigkeit häufig als Schleifmittel in der Metall- und Maschinenbauindustrie eingesetzt.
  • Werkzeugbeschichtungen: Carbide können auf Werkzeuge aufgebracht werden, um deren Haltbarkeit und Leistung zu verbessern.
  • Elektrotechnik: Siliziumcarbid wird aufgrund seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit und thermischen Stabilität in Halbleitern verwendet.