Siliciumcarbid (SiC) er en ekstremt h\u00e5rd og robust kemisk forbindelse best\u00e5ende af silicium og kulstof, der har halvlederegenskaber med bredt b\u00e5ndgab til brug i elektroniske enheder med h\u00f8j temperatur og sp\u00e6nding.<\/p>\n
SiC findes naturligt som et mineral kendt som moissanit og blev f\u00f8rste gang masseproduceret som slibemiddel i 1893. Siden da er det blevet en ekstremt holdbar keramik, der bruges i mange sammenh\u00e6nge fra bilbremser og koblinger til skudsikre veste.<\/p>\n
Siliciumcarbid er en inert forbindelse best\u00e5ende af silicium og kulstof, som har den kemiske egenskab at v\u00e6re inert og h\u00e5rd. N\u00e5r det dopes med nitrogen, fosfor eller gallium, dannes der halvledere. N\u00e5r det krystalliseres, danner det t\u00e6tpakkede strukturer, hvor hvert atom danner fire kulstof\/silicium-tetraedre, der danner kovalente bindinger med hinanden og danner fire kubiske strukturer af kovalent bundne silicium\/kulstof-tetraedre, der er kovalent forbundet med kovalente bindinger.<\/p>\n
SiC er et ekstremt h\u00e5rdt og holdbart materiale med fremragende elektriske egenskaber, der g\u00f8r det velegnet til komponenter, der arbejder ved h\u00f8je temperaturer og frekvenser uden at g\u00e5 p\u00e5 kompromis med p\u00e5lideligheden, f.eks. transistorer og Schottky-dioder.<\/p>\n
Edward Acheson fremstillede kunstigt siliciumcarbid for f\u00f8rste gang i 1891 ved et uheld, da han opvarmede en blanding af kulstof og silica i en elektrisk ovn og fremstillede sorte diamantlignende krystaller, der lignede diamanter. Senere observeret naturligt p\u00e5 Canyon Diablo-meteoritstedet i Arizona af Henri Moissan, som gav stoffet navnet moissanit.<\/p>\n
Industrielt kan siliciumcarbid fremstilles enten gennem reaktionsbinding eller sintringsprocesser; begge metoder har betydelig indflydelse p\u00e5 den endelige mikrostruktur. Reaktionsbundet SiC kan skabes ved at infiltrere kompakter best\u00e5ende af siliciumcarbid og kulstof med flydende silicium; dette f\u00e5r mere SiC til at binde sig til de oprindelige partikler gennem kemisk reaktion. Sintring involverer presning af pulveriseret SiC i barrer, indtil der dannes et ureageret lag mellem to reagerede lag; derefter presses de igen, hvilket skaber lag a-SiC og b-SiC med ureagerede lag mellem dem som f\u00f8lge af presning af pulveriserede SiC-barrer; dette skaber lag a-SiC og b-SiC med ureagerede lag mellem dem med et ureageret lag imellem dem, i mods\u00e6tning til reaktionsbundet SiC, med ureagerede lag mellem to infill-bonding-metoder, der producerer SiC-barrer dannet ved at presse pulveriseret SiC barrer fra presse pulveriseret SiC til barrer skabt via presning af pulveriseret SiC til barrer, hvor der dannes lag af begge lag (a-SiC og b-SiC med ureagerede lag imellem). Sintring involverer presning af pulveriseret SiC til ingots, hvor der dannes lag (a-SiC og et ureageret lag imellem).<\/p>\n
Sundheds- og sikkerhedsrisici for\u00e5rsaget af st\u00f8v og fibre, der dannes under forarbejdningen, er det prim\u00e6re problem med h\u00e5rde materialer som grafit. De kan irritere \u00f8jne og hud, for\u00e5rsage luftvejssygdomme som lungefibrose eller bidrage til kr\u00e6ftsvulster.<\/p>\n
Siliciumcarbid i ren form har en fremragende kemikalie- og varmebestandighed, hvilket g\u00f8r det velegnet til slibning af h\u00e5rde metaller som dem, der findes i moderne metalbearbejdning. P\u00e5 grund af sin meget slibende overflade er siliciumcarbid ogs\u00e5 et popul\u00e6rt slibemiddel i moderne lapidararbejde, da det b\u00e5de er holdbart og relativt billigt. Siliciumcarbid bruges ogs\u00e5 som varmeelementer i industriovne og som slidst\u00e6rke dele i maskiner som knusere og pumper samt som halvledersubstrater til lysdioder (LED).<\/p>\n
Siliciumcarbid kan dannes i forskellige polymorfer ved at kontrollere reaktionstemperaturen og dannelsesprocessen, hvor alfa-siliciumcarbid (a-SiC) har en hexagonal krystalstruktur, der ligner Wurtzite. I mellemtiden har beta-siliciumcarbid (b-SiC) en zinkblende-krystalstruktur, der ligner diamant. Endelig anses tetraedrisk siliciumcarbid (TiC), der har h\u00f8j sp\u00e6ndingsmodstand, men kun fremstilles i sm\u00e5 m\u00e6ngder, for at v\u00e6re den mest udfordrende af dem alle.<\/p>\n
Rent SiC er en uigennemsigtig gul til gr\u00f8n til bl\u00e5sort krystal med en gennemsnitlig massefylde p\u00e5 3,21 g\/cm3, der smelter ved 2700 grader, er uopl\u00f8seligt i vand, men opl\u00f8ses med alkalier som NaOH eller KOH i opl\u00f8sning. N\u00e5r det smeltes sammen med silicium, danner det karbidglas, og n\u00e5r det fordampes til enkeltkrystaller, kan der dannes boules til brug i elektroniske enheder.<\/p>\n
Siliciumcarbid er et us\u00e6dvanligt st\u00e6rkt, korrosionsbestandigt og h\u00e5rdt materiale med en Mohs-h\u00e5rdhed p\u00e5 9. Dets ridsefasthed g\u00f8r det meget sv\u00e6rt at ridse eller \u00f8del\u00e6gge, hvilket g\u00f8r det perfekt til h\u00f8jsp\u00e6ndingsanvendelser som f.eks. bilbremser. Siliciumcarbids halvlederegenskaber med bredt b\u00e5ndgab reducerer ogs\u00e5 energikravene til at flytte elektroner ind i dets ledningsb\u00e5nd (tre gange lavere end silicium). Det g\u00f8r siliciumcarbid til en fremragende kandidat til h\u00f8jsp\u00e6ndingsapplikationer.<\/p>\n
Kulstofkarbid kan fremstilles syntetisk ved at lade kulstof reagere med kvartssand i en elektrisk grafitovn ved temperaturer mellem 1.600 og 2.500 grader, og det blev f\u00f8rst skabt kunstigt af Edward Acheson i 1891 til industrielle slibeform\u00e5l. Hans arbejde inspirerede Henri Moisan i Frankrig til at syntetisere siliciumcarbid ved at blande kvarts med kulstof, hvilket gav anledning til moissanit, som nu ofte bruges som smykker.<\/p>\n
Siliciumcarbid, som er et ildfast materiale, har mange anvendelsesmuligheder, der sp\u00e6nder fra fremstilling af sk\u00e6rev\u00e6rkt\u00f8jer og slibemidler, strukturelle materialer (skudsikre veste og kompositpanser), bildele (bremseskiver) til slidst\u00e6rke materialer til pumper og raketmotorer. Siliciumcarbid bruges ogs\u00e5 som lysdioder og transistorer p\u00e5 grund af dets lave varmeudvidelse, modstandsdygtighed over for kemiske reaktioner og evne til at modst\u00e5 h\u00f8je temperaturer; dets stivhed, h\u00e5rdhed og h\u00f8je varmeledningsevne g\u00f8r det til et attraktivt valg af spejlmateriale til astronomiske teleskoper p\u00e5 grund af forholdene i rummet samt str\u00e5lingsniveauer, der kan \u00f8del\u00e6gge andre optiske materialer.<\/p>\n
Fremstillingsprocesser for siliciumcarbid involverer flere trin, der er designet til at producere materiale af h\u00f8jeste kvalitet. R\u00e5materialer skal f\u00f8rst gennemg\u00e5 strenge rensningsprocesser, der fjerner urenheder; det giver producenterne mulighed for bedre at kontrollere sammens\u00e6tningen af deres slutprodukt.<\/p>\n
Efter rensning kombineres silicium- og kulstofpulvere i specifikke forhold for at skabe den \u00f8nskede SiC-sammens\u00e6tning. De formes derefter til forskellige former som f.eks. sp\u00e5ner eller slibekorn ved hj\u00e6lp af forskellige teknikker som presning, ekstrudering og glidest\u00f8bning, f\u00f8r de opvarmes ved h\u00f8je temperaturer ved hj\u00e6lp af sintring for yderligere konsolidering til mere solide, t\u00e6tte og holdbare produkter med forbedrede mekaniske egenskaber.<\/p>\n
Siliciumcarbidprodukter omfatter keramiske skudsikre veste og bilbremser og koblinger lavet af siliciumcarbid; store enkeltkrystaller af SiC kan endda dyrkes til at lave sj\u00e6ldne \u00e6delstene som moissanit.<\/p>\n
SiC er en uorganisk kemisk forbindelse, men den kan bringes til at opf\u00f8re sig mere som en halvleder ved at tilf\u00f8je urenheder som nitrogen eller fosfor, der skaber henholdsvis n-type- og p-type-omr\u00e5der. Det g\u00f8r det muligt for SiC at lede elektricitet i henhold til temperatur- og intensitets\u00e6ndringer - hvilket g\u00f8r det perfekt til applikationer inden for effektelektronik.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
What Is Silicon Carbide Composition? Silicon carbide (SiC) is an extremely hard and sturdy chemical compound composed of silicon and carbon that features wide band gap semiconductor properties for use in high temperature and voltage electronic devices. SiC is found naturally as a mineral known as moissanite and was first mass-produced as an abrasive in […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"set","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[64],"tags":[],"class_list":["post-288","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/288","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=288"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/288\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":289,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/288\/revisions\/289"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=288"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=288"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/da\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=288"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}