Плътност на силициев карбид

Силицият е основният полупроводников материал в електрониката, но неговата тясна лентова междина ограничава приложенията в енергетиката. Силициевият карбид (SiC) обаче се отличава с много по-широки ленти, което му позволява да работи при по-високи температури и напрежения.

SiC е един от най-твърдите материали, като по твърдост му съперничат само диамантът и кубичният борен нитрид. Въпреки че SiC може да се обработва в зелена или бисквитена форма, за да се постигнат тесни допуски, той трябва първо да бъде напълно спечен, преди да бъде обработен или допълнително обработен.

Плътност в насипно състояние

Силициевият карбид (SiC) е твърдо химично съединение, съставено от силиций и въглерод, което се среща в природата като скъпоценния камък моисанит; по-често обаче се произвежда синтетично под формата на прах и кристали, за да се използва като абразив, полупроводник, скъпоценен камък, нарязан на скъпоценни камъни, пластини за бронежилетки или за други промишлени приложения, изискващи висока издръжливост.

Чистият силициев карбид е безцветен; промишленото производство придобива характерния кафяв до черен оттенък, дължащ се на железните примеси. Иридесценцията в кристалите на SiC е резултат от интерферентни ефекти на тънките слоеве; цветът му може да бъде подобрен и чрез допиране с азот или фосфор като елементи от n-тип и берилий, бор, алуминий или галий като допанти от p-тип за повишаване на проводимостта.

Описание на материала: WaferCrete(r) (WC) е изключително плътен материал с кристална структура, която го прави практически невъзможен за разпадане. Освен това ниската му порьозност му позволява да издържа на високи температури, докато якостта му на натиск се увеличава с всяко смесване с бетон; установено е, че наличието му значително намалява пропускливостта.

Доказано е, че добавянето на WC и SiC увеличава значително якостта на огъване на бетона. ANOVA анализът потвърждава този ефект, тъй като WC е по-устойчив на разпространение на пукнатини, докато кристалната му структура не е толкова гъвкава.

Плътност на апаратурата

Силициевият карбид (SiC) е изкуствен материал с отлични свойства за високотемпературна якост и топлопроводимост. Благодарение на много ниския си коефициент на термично разширение SiC може да се използва в много взискателни приложения; от абразиви и добавки за стомана до легиране с азот или фосфор за използване като полупроводник от n-тип или легиране с берилий, бор или алуминий за производство на полупроводници от p-тип.

Уникалните свойства на силициевия карбид го правят идеален материал за високоволтови захранващи устройства, включително за електрически превозни средства с чести изисквания за високо напрежение. Със своята много по-широка лентова междина в сравнение със силиция и отлична топлопроводимост силициевият карбид позволява работа при по-високо напрежение, като същевременно разсейва топлината по-ефективно - качества, които го правят особено подходящ като материал за батерии за електрически превозни средства.

Saint-Gobain предлага утвърдено в индустрията портфолио от керамика от силициев карбид, като многослойни продукти, еднослойни и тетраедрични. Тези керамики се произвеждат с помощта на техники за реакционно свързване и синтероване; тяхната микроструктура определя химичните, термомеханичните и механичните им свойства - знания, които сме приложили при създаването на решения за много взискателни приложения.

Видима плътност

Видимата плътност на даден материал се отнася до масата му на единица обем твърд материал плюс всички въздушни или газови пространства между частиците, измерена в килограми на кубичен метър, троянски унции на кубичен фут или други обичайни мерни единици. Обикновено се измерва за прахообразни и слабо опаковани материали като мляко на прах.

Огнеупорната керамика е една от най-адаптивните индустриални керамики, която намира приложение в многобройни отрасли поради своята превъзходна високотемпературна якост и устойчивост на термични удари. Освен това нейната устойчивост на корозия и износване я прави отличен избор за високотемпературни среди.

Негорим и химически инертен, силицият е неразтворим във вода, но разтворим в разтвори на основи и желязо. С характерния си синкаво-черен външен вид и остри ръбове силицият намира многобройни приложения в светодиодите (LED) и радиодетекторите. Като част от синтетичен скъпоценен камък, наречен моисанит (който е разработен с употребата му, открита за първи път от НАСА за използване със светлоизлъчващи диоди и кристални радиодетектори), силицият също придава цвета си на светлоизлъчващи диоди и кристални радиодетектори.

Рампово компресираните SiC образци са тествани при различни условия на налягане и температура, включително лазерно нагряти диамантени клетки на наковалнята (сини20 и черни18 криви), както и при изчисления на първи принцип (оранжево засенчена област в допълнителна таблица 3). Измерените плътности и решетъчни d-разстояния за прехода от В3 към В1 бяха сравнени с експерименталните данни, получени чрез лазерно нагряване на клетките на наковалнята (криви blue20 и black18) и изчисления по първи принципи (оранжево засенчената област). Измерените стойности са в отлично съответствие.

Специфична тежест

Силициевият карбид (SiC) е един от най-леките и най-твърдите керамични материали. С широка лентова междина и висока топлопроводимост SiC е идеален за приложения, изискващи ниско съпротивление при по-високи температури, като същевременно е лесен за обработка във форми.

SiC е известен с изключително високата си износоустойчивост, което го прави идеален за използване като материал за облицовка на помпени камери и циклони, както и на работни колела и бункери, използвани в минната промишленост. Освен това в дюзите на реактивните двигатели често се използва SiC поради способността му да издържа на високи температури, високо налягане и абразивни среди, без да претърпи ерозионни повреди.

SiC може да се отглежда като единични кристали за производство на скъпоценни камъни моисанит, които се използват в часовници и бронежилетки, както и под формата на прах и големи песъчинки като абразив. SiC може също така да се синтерова заедно, за да се образува високоустойчива керамика, използвана като режещи инструменти, например свредла.

Излагането на химикали на този материал е без мирис и вкус, но може да доведе до дразнене на кожата и очите. Според класификационната система на Международната агенция за изследване на рака експозицията може да доведе до вероятна (2a) или възможна (2b) канцерогенност за човека, като признаците често се появяват 15 години след експозицията при експериментални животни.