Co je karbid křemíku?

Karbid křemíku (SiC) je extrémně tvrdý průmyslový materiál s vlastnostmi polovodiče i keramiky. SiC se přirozeně vyskytuje pouze v minerálech moissanitu a vyznačuje se těsnými strukturami složenými ze čtyř atomů Si vázaných se čtyřmi atomy uhlíku ve čtyřstranných tetraedrech, které tvoří jeho strukturu; další polytypy mají různé fyzikální vlastnosti a tvary.

Silikonová pryž se používá v brzdách a spojkách automobilů a odolává vysokým teplotám. Kromě toho se často používá jako součást neprůstřelné pancéřové ochrany.

Používá se k výrobě neprůstřelného brnění.

Karbid křemíku se často používá v neprůstřelných pancířích díky své vynikající odolnosti vůči střelám a teplotám/prostředí. Výroba neprůstřelných vest zahrnuje přísné testy, při nichž se posuzují jejich balistické schopnosti - často se jedná o střelbu různými typy projektilů různou rychlostí, aby se zjistilo, zda je zbroj dokáže účinně zastavit.

Karbid křemíku je jedním z nejtvrdších dostupných materiálů a zároveň má další výhodné vlastnosti, které z něj činí vynikající materiál pro použití v neprůstřelných vestách. Mezi tyto vlastnosti patří nízká tepelná roztažnost, vynikající chemická odolnost a vynikající tvrdost a tuhost - vlastnosti nezbytné pro efektivní konstrukci neprůstřelných vest, které musí odolávat nárazům i podmínkám prostředí.

Karborundum (SiC) je extrémně tvrdá synteticky vyráběná sloučenina křemíku a uhlíku s tvrdostí podle Mohsovy stupnice 9. Již dlouho se používá jako brusivo v brusných papírech a brusných kotoučích, ve vyzdívkách průmyslových pecí, řezných nástrojích a jako žáruvzdorná vyzdívka; dále se používá v metalurgii a také jako polovodičový substrát pro světelné diody (LED).

Jedná se o polovodič

Polovodiče z karbidu křemíku jsou oblíbenou volbou v elektronických zařízeních pracujících při vysokých teplotách nebo napětích, například v zařízeních pracujících v náročných zátěžových podmínkách. V závislosti na použití se dopuje dusíkem, fosforem nebo hliníkem a vytváří polovodič typu n nebo p; navíc je vysoce odolný vůči organickým a anorganickým kyselinám, zásadám, solím a rozpouštědlům - a také se dá dopovat.

SiC lze vyrábět reakcí práškového SiC s roztaveným uhlíkem nebo plynným křemíkem, zahříváním směsi a následným zušlechťováním na velké monokrystalické destičky pro pokročilé elektronické aplikace. SiC je vynikající alternativou ke křemíkovým materiálům ve výkonové elektronice díky širokému energetickému pásmovému rozdílu, který pomáhá snižovat ztráty v zařízení a současně umožňuje vyšší spínací frekvence.

Mezi materiálové vlastnosti, díky nimž je sklo vynikajícím materiálem pro zrcadla v astronomii, patří jeho tvrdost, nízký koeficient tepelné roztažnosti a tepelná odolnost. Díky své tuhosti a tuhosti je vynikající volbou pro rámy vesmírných dalekohledů; hojně se také používá jako samotné rámy vesmírných dalekohledů. V keramice se sklo používá pro svou odolnost, protože se často vyskytuje jako součástky odolné proti opotřebení v keramických výrobcích; kromě toho slouží jako podklad pro litografii díky svému nízkému koeficientu tepelné roztažnosti.

Jedná se o tvrdý materiál

Karbid křemíku, častěji označovaný jako karborundum nebo SiC, je kovalentní sloučenina vyrobená z křemíku a uhlíku s tvrdostí podle Mohsovy stupnice 9. Vyznačuje se výjimečnou houževnatostí, tepelnou odolností, elektrickou vodivostí, abrazivními vlastnostmi, tvrdými keramickými spoji vhodnými pro automobilové brzdy a spojky, neprůstřelné vesty s keramickými deskami osazenými keramickými destičkami i polovodičové elektronické přístroje pracující za vysokých teplot a napětí. Karbid křemíku nachází uplatnění také jako brusný materiál.

Odolnost proti chemickému napadení a nerozpustnost. Nerozpouští se ve vodě, alkoholu ani ve většině kyselin a solí a jeho odolnost proti oxidaci, tečení, korozi a dalším vlivům je výjimečná.

Karbid křemíku je díky své vysoké teplotní pevnosti vynikajícím materiálem pro použití jako žáruvzdorný materiál v náročných podmínkách, jako jsou jaderné reaktory, výroba oceli a keramiky. Kromě toho je díky své nízké teplotní roztažnosti a odolnosti vůči chemickým reakcím vhodný pro izolační aplikace; navíc se stal nedílnou součástí pokročilých procesů výroby baterií pro elektromobily, čímž se eliminují aktivní chladicí systémy, které by zvyšovaly hmotnost, náklady a složitost vozidel.

Je abrazivní

Karbid křemíku se již dlouho používá jako brusný materiál. Díky své trvanlivosti je ideální pro broušení kovů, jako je ocel a hliník, s nízkým koeficientem tepelné roztažnosti a vynikajícími vlastnostmi odolnosti proti opotřebení.

Toto lepené brusivo, známé jako lapování, se hojně používá v elektronickém průmyslu. Je obzvláště užitečné při leštění konců optických vláken před jejich spojením; tento proces zajišťuje správnou funkci všech budoucích spojů. Lepená brusiva obvykle nesou kódy označující jejich složení: například "A" představuje oxid hlinitý, zatímco "C" odkazuje na karbid křemíku.

Karbid křemíku (označovaný také jako karborundum nebo karborundum) byl poprvé objeven v roce 1891 pensylvánským vědcem Edwardem Achesonem a rychle získal titul nejtvrdšího syntetického materiálu až do roku 1929, kdy byl vyvinut karbid bóru (BCC). Karborundum lze rozdělit do tří hlavních tříd; je extrémně tvrdé s hodnotou 9 podle Mohsovy stupnice; do té doby bylo považováno za nejtvrdší syntetický materiál! Mezi běžné aplikace karbidu křemíku patří průmyslová brusiva, jako je průmyslový prášek pro použití jako průmyslové brusivo; konstrukční keramické aplikace, jako jsou brzdy/spojky automobilů; desky neprůstřelných vest.

Jedná se o keramiku

Karbid křemíku je velmi tvrdý krystalický materiál složený z křemíku a uhlíku, který je vedle diamantu a karbidu boru jedním z nejtvrdších materiálů známých lidstvu. Karbid křemíku má brusné i polovodičové vlastnosti. Jelikož se vyznačuje extrémní tvrdostí, odolností proti otěru, tepelným šokům a chemickou stabilitou, je neocenitelným materiálem. Karbid křemíku je vedle diamantu a karbidu boru jedním ze tří nejtvrdších známých materiálů.

Karbid křemíku se mezi keramikou vyznačuje mimořádnou tvrdostí a odolností, je schopen odolávat vysokým teplotám i elektrickému proudu, aniž by se poškodil. Kromě toho je odolný vůči chemikáliím, kyselinám a zásadám a zároveň odolává korozi ve většině prostředí.

Karbid křemíku je anorganický materiál, který se obvykle vyrábí synteticky; vzácné formy nazývané moissanit se však mohou vyskytovat i v přírodě. Většina dnes vyráběného karbidu křemíku se vyrábí postupem, který poprvé objevil Edward Goodrich Acheson v roce 1893 při hledání metod výroby umělých diamantů. Jeho metoda zahrnuje smíchání oxidu křemičitého a koksu a jejich zahřátí na vysokou teplotu před vznikem krystalů karbidu křemíku.