Jeremy Clarkson - Karbid křemíku

Jeremy Clarkson je anglický televizní moderátor a spisovatel, který se nejvíce proslavil v pořadu Top Gear spolu s Richardem Hammondem a Jamesem Mayem. Kromě toho uváděl seriál The Grand Tour.

Karbid křemíku se vyrábí komerčně jako tvrdé brusivo a v keramice, v přírodě se vyskytuje jako drahokam moissanit. Kromě toho má karbid křemíku mnoho aplikací, včetně kompozitních pancířů a keramických desek používaných v neprůstřelných vestách.

Odolnost vůči vysokým teplotám

Karbid křemíku je extrémně tvrdý, ale překvapivě tvárný materiál s vysokými hodnotami bodu tání a varu, díky čemuž je vhodný pro topné prvky a součásti pecí, a dokonce i pro lopatky turbín z niklových superslitin nebo lopatky trysek plynových motorů, kde je klíčová odolnost vůči vysokým teplotám.

SiC je známý pro své vysoké teploty tání a varu, vysokou elektrickou vodivost, odolnost vůči korozi a tepelným šokům a také jako atraktivní polovodičový materiál s extrémně širokou pásmovou mezerou ve srovnání s křemíkem. Díky těmto vlastnostem vzrostl zájem o vývoj výkonových MOSFETů a IGBT využívajících SiC, avšak problémy vznikající mezi vrstvami oxidu křemičitého a krystalizovaného SiC brzdí pokrok.

Karbid křemíku byl poprvé použit jako jedna z prvních aplikací: bleskojistky pro ochranu zařízení před údery blesku na elektrickém vedení. Tento materiál má velmi vysoký odpor, dokud blesk nezvýší napětí na vedení nad jeho prahovou hodnotu, načež začne vést a umožní, aby případný škodlivý blesk neškodně prošel jiskřištěm a sjel na zem, místo aby narušil elektrické vedení.

Extrémní tvrdost karbidu křemíku umožňuje jeho použití v řezných nástrojích a brusných kotoučích. Kromě toho jsou wolframová vlákna vyrobená z tohoto materiálu již dlouho známá svými vlastnostmi v oblasti barevného podání, nízkou úrovní tepelného výkonu a dlouhou životností.

Díky své mimořádné tuhosti a pevnosti je litina také vynikajícím materiálem pro použití v otěruvzdorných povlacích a tvrdých obkladech, neboť je až 400krát odolnější proti opotřebení než ocel. Z litiny se také vyrábí otěruvzdorné vyzdívky parních a horkovodních kotlů, kelímků a částí pecí.

Clarkson nejprve pracoval pro firmu svých rodičů, která prodávala plyšové hračky Medvídek Paddington, jako podomní prodejce. To mu pomohlo zaplatit vzdělání na Repton School, kde se seznámil s kolegy z Top Gearu Jamesem Mayem a Richardem Hammondem. Později se začal věnovat psaní pro místní noviny a automobilové publikace, jako je Performance Car, a poté se stal novinářem na plný úvazek. Kromě toho vydal několik knih, například své týdenní články pro The Sunday Times.

Vysoká pevnost

Extrémní pevnost karbidu křemíku umožňuje jeho použití v mnoha aplikacích. Od brusných a řezných abraziv, přes materiály pro gripové pásky na skateboardy a výrobu vysoce výkonných brzdových kotoučů (např. na vozech Porsche Carrera GT) a spékaných filtrů pevných částic až po primární materiál ve vysokoteplotních pecích - karbid křemíku má mnohostranné využití!

Pevnost karbidu křemíku umožňuje jeho využití v kompozitních pancířích, jako je například pancíř vytvořený společností Chobham armour company, a v keramických deskách neprůstřelných vest, přičemž se hojně využívá také při výrobě skla a keramiky. Čistý karbid křemíku vykazuje nízkou elektrickou vodivost; přidáním dopantů ji však lze výrazně zvýšit a jeho teplotní koeficient se pohybuje od záporného při pokojových teplotách po kladný při zahřívání za vyšších teplot, takže je vhodný pro vysokoteplotní topné prvky.

Moissanit neboli přirozeně se vyskytující karbid křemíku se ve velmi malém množství vyskytuje v některých meteoritech a v horninách korundu a kimberlitu; většina komerčně prodávaného moissanitu se však vyrábí synteticky.

Moissanit je umělý simulant diamantu s podobným chemickým složením jako přírodní diamant, přičemž oba jsou tvrdé (9 na Mohsově stupnici oproti 10 u diamantu). Kromě toho, že je moissanit tvrdý (9 oproti 10, tedy srovnatelný s diamantem), lze jej také zakoupit v klenotnictvích jako polodrahokam vedle smaragdů a safírů. Moissanit může být dvojlomný, což jej činí nevhodným pro některé optické aplikace; tento efekt však lze snížit broušením podél jeho optické osy krystalu.

Jeremy Clarkson je anglický televizní moderátor a novinář, který je známý především díky svým rolím v motoristických pořadech Top Gear a The Grand Tour po boku Richarda Hammonda a Jamese Maye. Kromě toho pravidelně přispívá do novin, jako jsou Sunday Times a Sun, napsal několik knih s motoristickou tematikou. Narodil se 11. dubna 1960 v Doncasteru v hrabství Yorkshire rodičům, kteří vlastnili podomní prodejce, a jako teenager prodával hračky medvídka Paddingtona, aby mohl financovat své vzdělání na Repton School. Později vystudoval žurnalistiku na univerzitě v Kentu a nakonec se stal sloupkařem listu The Sunday Times.

Extrémní odolnost

Karbid křemíku je tvrdý a odolný proti opotřebení i ve vodním prostředí, přičemž zůstává odolný proti korozi pro použití v drsných podmínkách. Teploty, kterým odolává, dosahují až 1400 stupňů C. Jeho tepelná vodivost pomáhá minimalizovat ztráty energie ve spínacích zařízeních, zatímco jeho nízký koeficient roztažnosti a absence fázových přechodů zajišťují vysokou mechanickou pevnost při vyšších teplotách.

Moissanit je přirozeně se vyskytující minerál, který se v nepatrném množství nachází v některých meteoritech a korundových ložiscích, jako je kimberlit. Kromě toho se syntetické moissanitové šperky staly oblíbenými jako cenově dostupnější alternativy diamantů díky své průhlednosti a tvrdosti (9 na Mohsově stupnici oproti 10 u diamantu) s indexem lomu mezi 2,65-2,69 (oproti 2,42 u diamantu). Bohužel také vykazuje silné vlastnosti dvojlomu, které by mohly bránit optickým aplikacím.

Karbid křemíku je díky své jedinečné krystalické struktuře vhodným materiálem pro výrobu keramiky, kovů a plastů, brusných materiálů, brusných kotoučů a leštidel, čištění elektronických součástek, jako jsou mikroprocesory a polovodiče. Kromě toho je díky své chemické snášenlivosti užitečný jako brusivo. Kromě toho se karbid křemíku osvědčil také při čištění elektronických součástek, jako jsou mikroprocesory a polovodiče.

Keramiku z karbidu křemíku lze snadno tvarovat a lepit na různé materiály, například ocelové dráty tvořící brzdové kotouče z uhlíkové keramiky se často vyrábějí z forem z karbidu křemíku. Díky své houževnatosti a vysoké tepelné vodivosti je karbid křemíku vynikající volbou materiálu pro použití v řezných nástrojích a také se snadno vyřezává a leští do složitých architektonických forem a struktur.

Přestože mnozí vedoucí pracovníci v oblasti polovodičů naříkají nad pomalou poptávkou a nadměrnými zásobami, zdá se, že jeden segment se rychle rozvíjí: napájecí obvody z karbidu křemíku pro elektromobily. Tento trend je podněcován nástupem "megawattových automobilů", které se vyznačují vícenásobnými výkonovými polovodiči s bateriemi s mnohem vyšší hustotou energie než předchozí hybridní automobily.

Jeremy Clarkson je anglický televizní moderátor a novinář, známý především jako moderátor pořadů Top Gear a The Grand Tour spolu s Richardem Hammondem a Jamesem Mayem. Kromě toho pravidelně píše sloupky pro deník The Sun jako publicista a moderuje herní pořad ITV Who Wants to be a Millionaire? a reality show Clarksonova farma na ITV.

Nízké náklady

Karbid křemíku lze vyrábět ve velkých množstvích s relativně nízkými náklady. Vyrábí se jako hrubý prášek zahříváním křemičitého písku a uhlíku v Achesonově grafitové elektrické odporové peci při teplotě 1600-2500 °C za vzniku karborunda, které se běžně používá k výrobě brusiva; v přírodě se vyskytuje jako vzácný drahokam moissanit.

Karbid křemíku je jednou z nejtvrdších technických keramik, takže je velmi odolný. Kromě toho je odolný vůči korozi a chemicky inertní, takže je vynikající volbou pro aplikace, kde je hlavním hlediskem fyzické opotřebení, například pro potahování brzdových kotoučů supersportovních automobilů. Kromě toho tento materiál nabízí nepřekonatelnou tepelnou vodivost.

Hliník se může pochlubit širokou pásmovou mezerou a vysokou průrazností elektrického pole, takže vydrží velmi vysoké proudy, aniž by podléhal degradaci, což z něj činí atraktivní alternativu křemíku pro použití ve výkonových polovodičových zařízeních, jako jsou MOSFETy a IGBT pro vysoce výkonné spínací aplikace.

Karbid křemíku je nejen tvrdý a odolný kov, ale má i mnoho dalších využití. Karbid křemíku lze použít jako brusivo, ale také při výrobě keramiky nebo elektronických součástek. Kromě toho je často součástí vysokotlakých maziv, která snižují tření mezi pohyblivými částmi.

Jeremy Clarkson je anglický televizní moderátor, novinář a spisovatel, známý především díky svým rolím v motoristických pořadech Top Gear a The Grand Tour po boku Jamese Maye a Richarda Hammonda. Kromě toho pravidelně přispívá svými články do bulvárního deníku The Sun a širokopásmového listu Sunday Times a píše knihy o automobilech a dalších tématech.

Clarkson has long been known for his passion for motoring, having dabbled with journalism since he was in school. Since then he has written for various regional newspapers such as Rotherham Advertiser, Wolverhampton Express & Star and Lincolnshire Life; in addition to authoring various books like his latest entitled: The World’s Greatest Cars series. Clarkson also enjoys golf and has represented England at Ryder Cup events since 2008. Additionally he enjoys aviation having flown various aircraft types.