Siliziumcarbid (SiC) ist aus technischer Sicht sicherlich die bedeutendste nichtoxidische Keramik. Es zeichnet sich generell durch eine sehr hohe Härte und gute Verschleißbeständigkeit, hohe Festigkeit auch bei hohen Temperaturen und gute Temperaturwechselbeständigkeit mit geringer Wärmedehnung aber hoher Wärmeleitfähigkeit aus. Der dafür mit verantwortliche hohe kovalente Bindungsanteil erschwert allerdings auch die Herstellung von SiC, da die Sinterneigung – im Vergleich zu Oxidkeramiken – deutlich geringer ist. Dies führt dazu, dass zur Herstellung von SiC-Keramiken eine Vielzahl an unterschiedlichen Techniken eingesetzt wird, die sich nicht nur in der Verfahrensführung, sondern auch hinsichtlich der Eigenschaften des erzeugten SiC unterscheiden. Die Formgebung kann dabei über alle bekannten keramischen Verfahren erfolgen; zum Einsatz kommen Schlicker- und Druckguss, axiales und isostatisches Pressen, Spritzguss, Strangpressen, Folienguss und andere. Der große Unterschied besteht in der abschließenden Verdichtung, die auf ganz unterschiedlichem Wege erreicht wird. Danach unterscheidet man:

Reaktionsgebundenes Silizium-infiltriertes Siliziumcarbid (SiSiC) Beim SiSiC erfolgt die Verdichtung nicht durch eine Sinterung eines SiC-Grünlings, sondern durch die Imprägnierung eines porösen Gerüstes aus SiC und freiem Kohlenstoff mit schmelzflüssigem Silizium. Dabei wird der Kohlenstoff mit einem Teil des Siliziums zu SiC umgesetzt und liefert so eine Bindungsmatrix, der Rest des Siliziums verbleibt in ungebundener Form. SiSiC enthält dementsprechend im Endzustand ca. 5 bis 15 % an freiem metallischem Silizium. Als Matrix können auch natürliche Rohstoffe wie Hölzer oder Papier verwendet werden, die zunächst zu Kohlenstoff pyrolisiert und dann mit dem schmelzflüssigen Silizium umgesetzt werden. Ein großer Vorteil des SiSiC ist die fehlende Schwindung bei der Verdichtung. Dadurch kann eine hohe Maßhaltigkeit gewährleistet werden und die Herstellung großer Bauteile und komplexer Geometrien ist möglich. Zudem ist das Material vollständig dicht und somit auch gut gegen korrosiven Angriff beständig. Die Themoschockbeständigkeit ist auch auf Grund der sehr hohen Wärmeleitfähigkeit hervorragend. Allerdings ist die Einsatztemperatur durch das freie Silizium auf ca. 1380 °C beschränkt.

Drucklos gesintertes Siliziumcarbid (SSiC) Die Verdichtung erfolgt beim SSiC durch druckloses Festphasensintern bei hohen Temperaturen zwischen 1900 und 2300 °C in Vakuum oder unter Argon-, Stickstoff- oder ähnlicher Atmosphäre. Da die Sinteraktivität von SiC vergleichsweise gering ist, werden zur Verdichtung stets feine Pulver mit Korngrößen von typischerweise weniger als einem Mikrometer verwendet. Zusätzlich müssen als Additive geringe Mengen an freiem Kohlenstoff und geringe Mengen einer Borverbindungen (meist Borcarbid) zugegeben werden. SSiC-Keramiken weisen eine Dichte von maximal ca. 97 % auf. Die hohe Festigkeit des SSiC bleibt bis ca. 1600 °C nahezu unverändert erhalten. Auch die Korrosionsbeständigkeit ist sehr gut, variiert allerdings mit der Korngröße.

Heißgepresstes Siliziumcarbid (HPSiC) / heißisostatisch gepresstes SiC (HIPSiC) Dabei erfolgt die Verdichtung durch axiales (HPSiC) oder isostatisches (HIPSiC) Pressen des SiC-Pulvers bei gleichzeitiger Zufuhr thermischer Energie. Die Verdichtungsrate ist hier bei identischer Temperatur größer als beim drucklosen Sintern, so dass insgesamt höhere Dichten erreicht werden können. Bei optimierter Verfahrensführung wird eine vollständige Verdichtung erzielt. Dadurch sind die mechanischen Eigenschaften nochmals besser als beim SSiC, auch die Beständigkeit ist nochmals gesteigert. Allerdings ist das Verfahren auf relativ einfache Geometrien beschränkt und zudem sehr kostenintensiv, so dass HPSiC und HIPSiC nur für den Einsatz unter Extrembedingungen gewählt werden.

Rekristallisiertes Siliziumcarbid (RSiC) Im Gegensatz zu den zuvor genannten Arten des SiC wird hier nicht versucht, eine hohe Enddichte zu erzielen. Die Porosität des gesinterten RSiC liegt typischerweise bei 10 bis 20 %. Zur Herstellung wird ein Grünling mit bimodaler Korngrößenverteilung verwendet, bei dem SiC-Partikel von ca. 100 µm Größe mit feinen Teilchen mit Durchmessern von einigen Mikrometern homogen gemischt vorliegen. Bei der Sinterung zwischen 2200 und 2500 °C kommt es zu einem Kornwachstum der groben auf Kosten der feinen Partikel und dadurch zu einer Verfestigung des Werkstoffes. Eine Sinterschwindung tritt dabei nicht auf, so dass auch aus RSiC große und komplexe Geometrien erzeugt werden können. Allerdings sind die Festigkeiten im Vergleich zu den dichten Varianten erheblich kleiner. Vorteilhaft ist hingegen die hervorragende Temperaturwechselbeständigkeit.

Flüssigphasengesintertes Siliziumcarbid (LPSiC) LPSiC wird aus einer Mischung von SiC und einem oder mehreren oxidischen Pulver hergestellt. Beim Drucksintern bildet sich eine flüssige Mischphase, die die Partikel benetzt und für eine Verdichtung sorgt. LPSiC ist im Allgemeinen porenfrei und zeigt neben einer hohen Festigkeit auch eine gute Risszähigkeit. Die Herstellung ist allerdings verfahrensbedingt aufwendig und teuer.

Daneben existieren noch weitere Varianten, bei denen die Bindung in der Keramik ebenfalls nicht über das SiC erfolgt, sondern über eine zusätzliche Phase, wie bei Nitrid- oder beim Silikat-gebundenen SiC.

Typische Anwendungen von SiC-Keramiken sind insbesondere tribologisch stark belastete Bauteile wie Gleitlager, Pumpen, Ringe oder Zahnräder und thermisch stark beaufschlagte Komponenten wie Brennhilfsmittel und Brennerbauteile oder in der Halbleitertechnik, um nur einige der wichtigsten Anwendungsgebiete zu nennen.