Siliciumcarbid, gemeinhin als Karborund \/karb@rndu\/ bezeichnet, ist eine extrem harte synthetische kristalline Verbindung aus Silicium und Kohlenstoff, die seit langem als abrasives und verschlei\u00dffestes Material in verschiedenen Bereichen wie Feuerfestmaterial und Keramik, bei der Herstellung verschlei\u00dffester Teile, bei der Herstellung von Leuchtdioden und als Halbleitersubstrat f\u00fcr Leuchtdioden (LED) verwendet wird. Seit dem sp\u00e4ten 19. Jahrhundert dient es auch als Halbleitersubstrat f\u00fcr Leuchtdioden (LED).<\/p>\n
Auch Leistungselektronik, die bei hohen Temperaturen und Spannungen arbeitet, ist auf dieses Material angewiesen, um zuverl\u00e4ssig zu funktionieren.<\/p>\n
Siliziumkarbid (SiC), das seit 1891 gemeinhin als Karborund bezeichnet wird, wird seit seiner Entdeckung und Massenproduktion in gro\u00dfem Umfang hergestellt. Es wird in erster Linie f\u00fcr Anwendungen verwendet, die eine extreme Haltbarkeit erfordern, wie z. B. Automobilbremsen und -kupplungen sowie kugelsichere Westen, die Keramikplatten aus dieser Verbindung enthalten, die auf der Mohs-H\u00e4rteskala den Wert 9 erreichen - der zweith\u00f6chste Wert nach Diamant unter den nat\u00fcrlichen Substanzen.<\/p>\n
SiC l\u00e4sst sich relativ leicht bearbeiten und herstellen, was es zu einer beliebten Wahl f\u00fcr Bauteile macht, die mit hohen Temperaturen in Ber\u00fchrung kommen, wie z. B. Bremsscheiben. Da ihre Reibungsfl\u00e4chen Temperaturen erreichen k\u00f6nnen, die Stahl zum Schmelzen bringen oder andere Materialien besch\u00e4digen w\u00fcrden, werden in vielen Bremssystemen bel\u00fcftete Scheiben mit mehreren L\u00f6chern oder Schlitzen verwendet, um die bei der Erhitzung der Reibungsfl\u00e4che entstehenden Gase abzuleiten.<\/p>\n
SiC wird von verschiedenen Herstellern zur Verwendung in der Schleifmittel-, Metallurgie- und Feuerfestindustrie hergestellt. Edward Acheson leistete bereits 1891 Pionierarbeit bei der Entwicklung einer effizienten Methode zur Herstellung dieses Materials: Wenn reiner Quarzsand mit gemahlenem Kokskohlenstoff in einen elektrisch beheizten Ofen gegeben und dann mit elektrischem Strom durchstr\u00f6mt wird, kommt es zu chemischen Reaktionen, bei denen kleine SiC-Kristalle entstehen, die f\u00fcr die kommerzielle Nutzung zu Pulver gemahlen werden.<\/p>\n
Siliciumcarbid (SiC) ist eine ultraharte, synthetisch hergestellte kristalline Verbindung aus Silicium und Kohlenstoff, die auf der Mohs-Skala nur von Borkarbid und Diamant an H\u00e4rte \u00fcbertroffen wird. Seit dem sp\u00e4ten 19. Jahrhundert wird es aufgrund seiner H\u00e4rte und anderer w\u00fcnschenswerter Eigenschaften in verschlei\u00dffesten Komponenten wie Schleifscheiben, Schneidwerkzeugen und Schleifpapier verwendet. Au\u00dferdem ist es Bestandteil von feuerfesten Materialien, Keramik und sogar Halbleitersubstraten f\u00fcr Leuchtdioden (LED).<\/p>\n
Edward Acheson stellte Moissanit erstmals um 1891 k\u00fcnstlich her, als er beim Erhitzen von Kohlenstoff-Tonerde-Gemischen unerwartet kleine schwarze Kristalle entdeckte, was ihn zur Entwicklung des Acheson-Verfahrens und zur kommerziellen Herstellung veranlasste. Sein nat\u00fcrliches Gegenst\u00fcck ist nur in Meteoriten oder bestimmten feuerfesten Materialien zu finden.<\/p>\n
SiC besteht aus eng gepackten Schichten, die \u00fcber kovalente Bindungen miteinander verbunden sind. Jede dieser Schichten enth\u00e4lt zwei prim\u00e4re Koordinationstetraeder, die aus vier Silizium- und vier Kohlenstoffatomen bestehen und in unterschiedlichen Anordnungen verschiedene Polytypen von SiC bilden; diese Strukturen bieten extreme H\u00e4rte mit individuellen physikalischen Eigenschaften, die erheblich variieren.<\/p>\n
SiC ist aufgrund seiner Kombination aus Festigkeit, Steifigkeit, W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit und geringer W\u00e4rmeausdehnung ein idealer Werkstoff f\u00fcr Bauteile, die extremen Belastungen und Temperaturen ausgesetzt sind, wie z. B. Pumpenlager, Ventile, Sandstrahleinspritzd\u00fcsen, Wellendichtungen bei hohen Drehzahlen sowie Spiegel in gro\u00dfen astronomischen Teleskopen. Aufgrund dieser Eigenschaften wird es h\u00e4ufig in technischen Anwendungen eingesetzt, die Komponenten mit diesen Eigenschaften erfordern, wie z. B. Pumpenlager, Ventile, Sandstrahleinspritzd\u00fcsen und Wellendichtungen bei hohen Drehzahlen.<\/p>\n
Siliziumkarbid erfreut sich aufgrund der gestiegenen Nachfrage in der Leistungselektronik einer au\u00dferordentlich gro\u00dfen Beliebtheit. Seine Kombination physikalischer und elektronischer Eigenschaften macht es ideal f\u00fcr die Erzeugung h\u00f6herer elektrischer Durchbruchsfelder, geringerer Schaltverluste und gr\u00f6\u00dferer Energieeffizienz.<\/p>\n
Obwohl Siliciumcarbid normalerweise ein Isolator ist, kann es durch Dotierung mit bestimmten Verunreinigungen in einen Halbleiter verwandelt werden. Bei Dotierung mit Aluminium, Bor, Gallium oder Stickstoff (P-Halbleiter) verh\u00e4lt sich Siliciumcarbid wie ein N-Halbleiter; bei Dotierung mit Phosphor verh\u00e4lt es sich wie ein N-Halbleiter. Die Dotierstoffe beeinflussen die Elektronenbeweglichkeit in Bezug auf die Bandstruktur - Elektronen bewegen sich entlang der Leitungsb\u00e4nder, w\u00e4hrend L\u00f6cher die Valenzb\u00e4nder durchlaufen.<\/p>\n
SiC ist daf\u00fcr bekannt, dass es eine au\u00dfergew\u00f6hnlich breite Bandl\u00fccke aufweist, wodurch es wesentlich h\u00f6here elektrische Durchbruchsfelder als herk\u00f6mmliches Silizium erreichen kann. Dies f\u00fchrt zu geringeren Schaltverlusten und einem geringeren Einsatz von Bauteilen, was eine h\u00f6here Energieeffizienz zur Folge hat. Dies ist besonders wertvoll f\u00fcr Stromumwandlungssysteme in Elektrofahrzeugen, die h\u00f6heren Spannungen und Temperaturen standhalten m\u00fcssen.<\/p>\n
Siliciumcarbid kann auch in Verbundwerkstoffen wie kohlenstofffaserverst\u00e4rktem Siliciumcarbid (CFRC) verwendet werden, um starke und dennoch leichte Strukturen zu schaffen, die extremen Temperaturen und Belastungen standhalten, wie sie beispielsweise beim Bremsen auftreten. Dar\u00fcber hinaus dient Siliziumkarbid als Bestandteil von kugelsicheren Panzern wie dem Chobham-Panzer, da es Einschl\u00e4gen mit hoher Geschwindigkeit standhalten kann.<\/p>\n
Siliciumcarbid (SiC), gemeinhin als Karborund bezeichnet, ist ein extrem starkes und scharfes Material mit der h\u00f6chsten Zugfestigkeit unter allen nat\u00fcrlichen Materialien. SiC kristallisiert in dicht gepackten kovalenten Bindungen aus 4 Silizium- und 4 Kohlenstoffatomen und ist sehr widerstandsf\u00e4hig gegen anorganische S\u00e4uren, Salze und Laugen, w\u00e4hrend es gleichzeitig eine der h\u00f6chsten Zugfestigkeiten aufweist, die heute verf\u00fcgbar sind.<\/p>\n
Moissanit, das in der Natur in Form des seltenen Minerals Moissanit vorkommt, wird seit 1907 als Pulver in Massenproduktion hergestellt und f\u00fcr verschiedene Zwecke verwendet, z. B. als Schleifmittel f\u00fcr Schleifscheiben und f\u00fcr harte keramische Anwendungen wie Autobremsen und -kupplungen sowie f\u00fcr kugelsichere Keramikplatten f\u00fcr Westen. Seit 1907 wird es auch in elektronischen Anwendungen wie Leuchtdioden (LED) und Detektoren eingesetzt.<\/p>\n
Reines SiC ist ein elektrischer Isolator. Durch die Zugabe von Dotierstoffen wie Stickstoff und Phosphor als Dotierstoffe (Dotierstoffe werden verwendet, um die Materialeigenschaften zu ver\u00e4ndern) kann sich SiC jedoch wie ein Halbleiter verhalten und Leistungselektronikger\u00e4ten dabei helfen, effizient zwischen leitenden und nichtleitenden Zust\u00e4nden zu wechseln, um Strom effizient zu erzeugen oder zu verbrauchen.<\/p>\n
SiC-Halbleiter bieten im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Silizium-Halbleitern erhebliche Verbesserungen in Bezug auf Spannungs- und Stromverluste, thermische Effizienz und Gr\u00f6\u00dfen-\/Gewichtsreduzierung im Vergleich zu ihren Silizium-Gegenst\u00fccken. Daher eignet sich SiC ideal f\u00fcr den Einsatz in Wechselrichtern und Gleichspannungswandlern in Elektrofahrzeugen, um das schnelle Aufladen mit Gleichstrom zu erleichtern und gleichzeitig die Gr\u00f6\u00dfe und das Gewicht wesentlicher leistungselektronischer Komponenten zu reduzieren. SiC kann sogar bei h\u00f6heren Temperaturen\/Frequenzen arbeiten als herk\u00f6mmliche Halbleiter!<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide, commonly referred to as carborundum \/karb@rndu\/, is an extremely hard synthetic crystalline compound of silicon and carbon that has long been utilized for use as an abrasive and wear-resistant material in various fields such as refractories and ceramics, wear resistant parts production, light emitting diode substrate production and semiconductor substrate substrate for light […]<\/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-260","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/260","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=260"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/260\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":261,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/260\/revisions\/261"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=260"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=260"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=260"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}