Siliciumcarbid oder Karborund () ist eine harte Keramik, die erstmals 1893 in Massenproduktion f\u00fcr die Verwendung als Schleifmittel hergestellt wurde. Es gibt zwar auch nat\u00fcrliche Vorkommen (Moissanit-Edelsteine und kleine Mengen in Form eines Eruptivgesteins namens Korund), aber der gr\u00f6\u00dfte Teil der heutigen Verwendung erfolgt synthetisch.<\/p>\n
SiC ist daf\u00fcr bekannt, dass es eine hohe Erm\u00fcdungsfestigkeit, eine hohe W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit und einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Dadurch eignet es sich f\u00fcr die Herstellung von Bauteilen, die hohen Temperaturen standhalten und gleichzeitig in korrosiven Umgebungen stabil bleiben.<\/p>\n
Siliziumkarbid ist eines der wenigen Materialien mit hoher W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit bei Raumtemperatur. Aufgrund seiner harten, starren und temperaturstabilen Beschaffenheit eignet sich Siliziumkarbid hervorragend f\u00fcr die Verwendung in Teleskopspiegeln, die von Astronomen genutzt werden.<\/p>\n
Die Dichtefunktionaltheorie wurde f\u00fcr systematische theoretische Untersuchungen der Strukturparameter und der thermophysikalischen Eigenschaften von kubischem Siliciumcarbid (3C-SiC) bei endlicher Temperatur verwendet. Unsere Ergebnisse bez\u00fcglich der elastischen Konstanten und der Knoop-Mikroh\u00e4rte zeigten eine zufriedenstellende \u00dcbereinstimmung mit experimentellen Daten sowie mit berechneten Ergebnissen, die an anderer Stelle ver\u00f6ffentlicht wurden.<\/p>\n
Durch die Verwendung optimierter Strukturmodelle haben wir auch Sch\u00e4tzungen der Defektbildungsenergien auf atomarer Ebene f\u00fcr ZrC, TiC und SiC erhalten. Die Ergebnisse zeigen, dass die Debye-Temperatur mit zunehmender Anzahl von Defektatomen abnimmt, w\u00e4hrend CZr-Antisit- und VC-Defekte niedrigere Bildungsenergien aufweisen als ihre Gegenst\u00fccke VSi- und Sit-Defekte; ihre Verringerung der Bildungsenergie kann sich auf die Widerstandsf\u00e4higkeit von 3C-SiC-Strukturen gegen einachsige und Scherverformung auswirken.<\/p>\n
Siliciumcarbid ist eines der h\u00e4rtesten und w\u00e4rmeleitf\u00e4higsten Materialien, die in der Natur vorkommen. Es widersteht sowohl S\u00e4uren als auch Laugen und ist hitzebest\u00e4ndig bis zu 1600 Grad Celsius ohne Festigkeitsverlust. Au\u00dferdem ist Siliciumcarbid ein ausgezeichneter elektrischer Leiter.<\/p>\n
Aufgrund seiner gro\u00dfen Bandl\u00fccke eignet sich Siliziumkarbid f\u00fcr den Einsatz in Halbleiterbauelementen wie Dioden, Transistoren und Thyristoren, w\u00e4hrend seine F\u00e4higkeit, gro\u00dfen Spannungen und Str\u00f6men standzuhalten, es auch f\u00fcr Hochleistungsger\u00e4te n\u00fctzlich macht.<\/p>\n
Por\u00f6ses SiC kann durch Zugabe von Graphen-Nanopl\u00e4ttchen (GNP) ver\u00e4ndert werden, wodurch ein Material mit verbesserten thermischen Eigenschaften entsteht. Dieses Material kann durch Fl\u00fcssigphasen-Funkenplasmasintern von st\u00f6chiometrischem oder nicht-st\u00f6chiometrischem SiC-Pulver hergestellt werden; verschiedene Kombinationen von Sinterhilfsmitteln (Y2O3 und La2O3) wurden getestet, um ihre Auswirkungen auf die Phasenzusammensetzung, die Mikrostruktur und die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit von por\u00f6sen Materialien mit einem GNP-Gehalt von bis zu 20 Vol.% zu bewerten; bei Verbundwerkstoffen mit einem GNP-Gehalt von bis zu 20% wurde eine nicht-monotone Temperaturabh\u00e4ngigkeit beobachtet.<\/p>\n
Die einzigartige Zusammensetzung von Silizium- und Kohlenstoffatomen in seinem Kristallgitter verleiht SiC bemerkenswerte mechanische Eigenschaften, die es zu einem der z\u00e4hesten und h\u00e4rtesten keramischen Werkstoffe machen. Hohe Korrosionsbest\u00e4ndigkeit gegen\u00fcber S\u00e4uren, Laugen und geschmolzenen Salzen sowie Abrieb, Steifigkeit und Festigkeit machen SiC zu einem attraktiven Werkstoff f\u00fcr verschlei\u00dffeste Komponenten wie Schleifscheiben oder Bohrer in M\u00fchlen, Expandern oder Extrudern.<\/p>\n
Keramik ist nicht nur leicht, sondern weist auch eine ausgezeichnete Temperaturwechselbest\u00e4ndigkeit auf - es kann Temperaturen von bis zu 1600 Grad Celsius standhalten, ohne seine mechanischen Eigenschaften oder seine thermische Ausdehnung zu verlieren, wobei niedrige thermische Ausdehnungsraten und ein au\u00dfergew\u00f6hnlich hoher Elastizit\u00e4tsmodul f\u00fcr Formstabilit\u00e4t sorgen.<\/p>\n
Die Porosit\u00e4t por\u00f6ser SiC-Keramiken variiert je nach Herstellungsverfahren (Reaktionsbindung oder gesintert). Studien haben gezeigt, dass sowohl die elektrische Leitf\u00e4higkeit als auch die Biegefestigkeit mit steigendem B4C-Gehalt zunehmen, da B4C in der Lage ist, Sauerstoff aus der Si-C-Matrix zu adsorbieren und damit die Phononenstreul\u00e4nge zu verringern.<\/p>\n
Siliciumcarbid wird in der Fertigung sowohl als Schleifmittel als auch als Schneidwerkzeug verwendet. Aufgrund seiner harten und hitzebest\u00e4ndigen Oberfl\u00e4che wird Siliziumkarbid auch als elektronischer Halbleiter in Dioden und Transistoren verwendet, da seine Spannungstoleranz die von Silizium \u00fcbertreffen kann.<\/p>\n
Die H\u00e4rte, Korrosionsbest\u00e4ndigkeit und hohe W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit von Siliziumkarbid machen es zu einem hervorragenden Material f\u00fcr Schutzausr\u00fcstungen wie Helme und Panzerplatten. Dar\u00fcber hinaus reagiert es aufgrund seiner chemischen Inertheit nicht mit Wasser, was es ideal f\u00fcr den Einsatz in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit macht, wie z. B. in Raumschiffen und auf See.<\/p>\n
Rekristallisiertes Siliciumcarbid (RSiC) bietet eine un\u00fcbertroffene Mischung aus mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften als alle anderen SiC-Varianten. Seine dichte Mikrostruktur verleiht RSiC einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten, w\u00e4hrend es auch bei hohen Temperaturen seine Festigkeit und Steifigkeit beibeh\u00e4lt. Dar\u00fcber hinaus weist es relativ h\u00f6here Elastizit\u00e4tsmodulwerte als strukturelle Zirkoniumdioxidkeramik auf und hat im Vergleich zu struktureller Zirkoniumdioxidkeramik niedrige W\u00e4rmeausdehnungskoeffizientenwerte.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide, or carborundum (), is a hard ceramic first mass-produced in 1893 for use as an abrasive. While natural instances exist (moissanite gems and small quantities as an igneous rock called corundum), most modern day usage occurs synthetically. SiC is known to exhibit high fatigue resistance, high thermal conductivity and a low coefficient of […]<\/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":"","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":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","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-190","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/190","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=190"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/190\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":191,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/190\/revisions\/191"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=190"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=190"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=190"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}