Siliziumkarbid CTe

Siliciumcarbid cte ist eines der leichtesten, härtesten und stärksten keramischen Materialien auf dem Markt. Es bietet eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Säuren sowie eine niedrige Wärmeleitfähigkeit und Wärmeausdehnung und kann extremen Temperaturen ohne Probleme bei der Wärmeausdehnung standhalten.

Kristallines Graphen weist eine geschichtete Kristallstruktur auf und kommt in mehreren Polytypen vor, die sich nur durch die Stapelreihenfolge der Schichten unterscheiden. Alle haben unterschiedliche elektronische Bandlücken; von diesen Modifikationen weist die Beta-Modifikation besonders attraktive Eigenschaften auf.

Mechanische Eigenschaften

Siliziumkarbid (SiC) ist eine außergewöhnliche technische Keramik, die sich zu einem unverzichtbaren Material in modernen technologischen Anwendungen entwickelt hat. Dieses schwarz-graue bis graue Material zeichnet sich dadurch aus, dass es dichter ist als viele herkömmliche Keramiken, aber weniger dicht als viele Metalle. Mit seinen hervorragenden mechanischen Eigenschaften und seiner thermischen Stabilität ist SiC eine ausgezeichnete Lösung für schwierige Umgebungen, in denen herkömmliche Materialien versagen könnten.

Siliciumcarbid cte besteht aus einem Gitter von Bindungen zwischen Kohlenstoff- und Siliciumatomen, das ein extrem haltbares, starkes Material mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit bildet, das in extremen Umgebungen wie Öfen, geschmolzenen Metallen und in der petrochemischen Industrie zuverlässig funktioniert.

Dank seiner hervorragenden chemischen Beständigkeit eignet sich Polycarbonat ideal für den sicheren Einsatz in rauen chemischen Umgebungen, die empfindlichere Materialien schnell zersetzen würden, wie z. B. in der Stahl-, Petrochemie- und Keramikherstellung, wo chemische Verbindungen häufig als Rohstoffe oder Katalysatoren für die Funktion der Produkte verwendet werden. Diese Eigenschaft macht Polycarbonat besonders geeignet, um unter diesen Umständen zuverlässig zu arbeiten.

Siliziumkarbidkeramik ist dafür bekannt, dass sie sehr haltbar ist und einen höheren Elastizitätsmodul als die meisten keramischen Werkstoffe aufweist, um Stößen zu widerstehen, die andernfalls zu Brüchen oder Rissen in Werkstoffen geringerer Qualität führen könnten, und schützt so vor Brüchen oder Rissen bei Stößen, die zu Rissen in Werkstoffen geringerer Qualität führen würden, wie z. B. in Mühlen, Mahlwerken, Expandern oder Extrudern. Aufgrund dieser Eigenschaft wird es häufig in Mühlen, Mühlen, Expandern oder Extrudern eingesetzt, wo es zu Verschleißschäden kommen kann.

Siliziumkarbid als Industriekeramik kann rauen Umweltbedingungen wie extremen Temperaturen, chemischer Korrosion und Abrieb standhalten. Darüber hinaus ist diese äußerst langlebige Keramik in der Lage, hohen mechanischen Belastungen standzuhalten und hält Drücken von bis zu 240 MPa bzw. 10 GPa Zugfestigkeit stand.

Wie andere technische Keramiken weist auch Siliciumcarbid einen extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) auf, so dass es seine Struktur auch bei Temperaturschwankungen beibehalten kann. Diese Eigenschaft macht Siliciumcarbid zu einem unverzichtbaren Werkstoff für Halbleiteranwendungen, bei denen hohe Leistungen unter starken Temperaturschwankungen erbracht werden müssen. Darüber hinaus verfügt Siliziumkarbid über eine außergewöhnliche mechanische Festigkeit - ein E-Modul von über 400 MPa sorgt für eine gute Dimensionsstabilität.

Thermische Eigenschaften

Siliziumkarbid ist ein extrem starkes und flexibles Material, das extremen Temperaturen standhalten kann und chemisch inert und nicht brennbar ist, was es zum idealen Material für anspruchsvolle Anwendungen wie 3D-Druck, Ballistik, Energietechnik oder Papierherstellung macht. Darüber hinaus ist Siliciumcarbid toxikologisch unbedenklich und eignet sich daher für viele Anwendungen, bei denen Metalle sonst nicht eingesetzt werden könnten.

Siliciumcarbid CTE bietet hervorragende thermische Eigenschaften für den Einsatz in Anwendungen bei erhöhten Temperaturen, einschließlich Halbleitern und elektronischen Geräten. Seine ausgezeichnete Temperaturstabilität trägt dazu bei, eine Beeinträchtigung durch heiße Stellen in Geräten zu verhindern, während seine geringe thermische Ausdehnung großen Änderungen standhält, ohne die Verbindungen zu belasten oder Risse zu verursachen - was zu einer zuverlässigen Leistung bei hohen Temperaturen führt. SiC hat einen deutlich niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE), wodurch es bei solchen Belastungen zuverlässiger ist als metallische Werkstoffe.

Historische Methoden zur Herstellung von Siliciumcarbid waren das Erhitzen eines Gemischs aus Ton (Aluminiumsilikat) und Kokspulver in einer Eisenschüssel. Edward Goodrich Acheson kam 1891 das Verdienst zu, große Mengen davon hergestellt zu haben; sein Produkt wurde als Karborundum bekannt. Heute kann es jedoch auch durch Auflösen von Kohlenstoff in flüssigem Silizium, durch Verschmelzen von Kalziumkarbid und Siliziumdioxid oder durch Reduktion von Silizium mit Kohlenstoff in elektrischen Öfen hergestellt werden.

Siliziumkarbid ist ein hervorragender Wärmeleiter mit einer Wärmeleitfähigkeit, die etwa doppelt so hoch ist wie die von reinem Kupfer, einer geringen Wärmeausdehnung und einer hohen Temperaturwechselbeständigkeit.

Siliciumcarbid ist aufgrund seiner Festigkeit, Steifigkeit und thermischen Eigenschaften ein beliebtes feuerfestes Material, das auf der Mohsschen Härteskala an neunter Stelle über Aluminiumoxid, aber unter Diamant rangiert. Aufgrund dieser Vielseitigkeit eignet es sich hervorragend für Spiegel von astronomischen Teleskopen.

Die thermischen Eigenschaften von porösem Siliziumkarbid können durch Zusatz von Additiven wie Bor oder Magnesium verbessert werden, wodurch sich die Feuerfestigkeit und der Elastizitätsmodul erhöhen und die Leistung in anspruchsvollen Umgebungen gesteigert wird.

Chemische Eigenschaften

Siliciumcarbid (SiC), gemeinhin als Karborund bezeichnet, ist einer der wichtigsten keramischen Werkstoffe für die Industrie. Es wurde erstmals 1891 von Edward Acheson synthetisch hergestellt und ist eine der härtesten Substanzen auf der Erde - auf der Mohs-Härteskala steht es nach Diamant an zweiter Stelle. SiC ist äußerst korrosions- und abriebfest und bietet eine außergewöhnliche Temperaturwechselbeständigkeit - Eigenschaften, die es als Teil von Industrie- und Militärausrüstung unschätzbar machen.

SiC ist ein inertes Material, das aus starken Bindungen zwischen Kohlenstoff- und Siliziumatomen besteht, was ihm außergewöhnliche Härte, mechanische Festigkeit, hohe Schmelz- und Siedepunkte, geringe Dichte und Wärmeleitfähigkeit verleiht. Dank seiner hohen chemischen Trägheit ist SiC korrosionsbeständig gegenüber Salzen, Säuren, Laugen und Schlacken und bleibt unter normalen Umständen von Luft oder Dampf unbeeinflusst - allerdings kann es in sauren Umgebungen oder bei höheren Temperaturen schnell oxidieren.

SiC hat viele verschiedene chemische Eigenschaften, die von seiner kristallografischen Struktur und Zusammensetzung abhängen. Verschiedene Polytypen oder Kristallformen von SiC weisen unterschiedliche Halbleitereigenschaften auf, die von der Struktur und der Ausrichtung innerhalb einer Gitterstruktur abhängen - beispielsweise weist 6H-SiC im Vergleich zu 3C- und 4H-Formen des Materials eine deutlich höhere Elektronenbeweglichkeit auf.

Siliziumkarbid verfügt über beeindruckende physikalische und chemische Eigenschaften, die es zu einem hervorragenden Material für den Einsatz in Kernreaktoren machen. Es ist nicht reaktiv, hat einen geringen Neutronenquerschnitt und ist sehr widerstandsfähig gegen Strahlungsschäden. Daher ist Siliziumkarbid ein ausgezeichnetes Material.

SiC kommt in der Natur als schwarzes Mineral namens Moissanit vor, das nur in sehr begrenzten Mengen in Korundvorkommen und Kimberlitröhren vorkommt, aber auch künstlich in Labors hergestellt werden kann. Der meiste natürlich vorkommende Moissanit wird im Diablo Canyon in Arizona abgebaut, wo er zur Herstellung synthetischer Diamanten verwendet wird - andere Quellen sind Meteoriten und Sandstein. Das meiste weltweit verkaufte SiC wird synthetisch hergestellt, um als Schleifmittel, Stahlzusatz, keramisches Strukturbauteil oder Bauteil für die Halbleiterelektronik verwendet zu werden - das meiste weltweit verkaufte SiC wird jedoch synthetisch für Bauteile und Anwendungen der Halbleiterelektronik hergestellt.

Elektrische Eigenschaften

Siliziumkarbid in seiner kristallinen Form ist ein Halbleiter mit breiter Energiebandlücke und einem attraktiven Eigenschaftsprofil, zu dem ein außergewöhnlich hohes elektrisches Durchbruchsfeld und eine schnelle Sättigungsgeschwindigkeit für Ladungsträger gehören. Darüber hinaus weist Siliciumcarbid eine dreimal höhere Wärmeleitfähigkeit als Si auf und ist chemisch inert, was es zu einem ausgezeichneten Material für elektrische und optoelektronische Anwendungen macht.

Die vielseitigen Eigenschaften von Siliziumkarbid machen es zu einem wichtigen Baustein in modernen technologischen und industriellen Anwendungen, die Stabilität, Effizienz und Widerstandsfähigkeit erfordern. Seine Fähigkeit, extremen Temperaturen standzuhalten und gleichzeitig chemischen Reaktionen zu widerstehen, macht es zu einer unschätzbaren Komponente in fortschrittlichen Systemen, die unter extremen Bedingungen arbeiten.

Siliziumkarbid weist eine ungewöhnliche Kristallstruktur auf, die sich durch starke chemische Bindungen zwischen Kohlenstoff- und Siliziumatomen auszeichnet und zu Härte, chemischer Inertheit, thermischer Stabilität und Wärmeleitfähigkeit führt, wodurch es sich für extreme Umgebungen eignet.

Im Gegensatz zu vielen anderen keramischen Werkstoffen verliert SiC über einen bestimmten Temperaturbereich hinweg nicht an Festigkeit und bleibt auch unter rauen Umweltbedingungen intakt. Außerdem ist es inert gegenüber Säuren und Chemikalien, die in seiner Umgebung vorkommen, was das Schadenspotenzial bei mechanischen Komponenten oder Umgebungen, die intensiven Umweltbedingungen ausgesetzt sind, verringert.

Chemisch gesehen ist die herausragendste Eigenschaft von Keramik ihre Unlöslichkeit in Wasser und Alkohol - ein Merkmal, das sie von herkömmlichen keramischen Werkstoffen und einigen Metallen unterscheidet und ihre Widerstandsfähigkeit in rauen chemischen Umgebungen unter Beweis stellt.

Siliziumkarbid zeichnet sich durch einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine außergewöhnliche Festigkeit bei hohen Temperaturen aus, was es ideal für anspruchsvolle Anwendungen und High-Tech-Umgebungen macht. Darüber hinaus ist es aufgrund seiner Unlöslichkeit eine gute Wahl für Hochdruckanwendungen, bei denen andere Materialien mit der Zeit erodieren oder sich abbauen würden.

Siliciumcarbid findet vielfältige Anwendung in der dynamischen Dichtungstechnik, z. B. in Gleitlagern und Gleitringdichtungen für Pumpen und Antriebssysteme. Darüber hinaus ist Siliziumkarbid auch in der Ballistik, der Energietechnik, bei der Papierherstellung und als Bestandteil von Rohrsystemen zu finden. Darüber hinaus ist dieses Material aufgrund seiner außergewöhnlichen Werkzeugstandzeit unter anspruchsvollen Heiß- und Hochdruckbedingungen eine attraktive Materialwahl für den 3D-Druck.