![\"La](\"http:\/\/ceramicatijolart.com\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/The-Density-of-Silicon-Carbide.jpg\")
<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Il carburo di silicio (SiC) \u00e8 uno dei materiali ceramici avanzati pi\u00f9 leggeri, duri e resistenti, con una resistenza superiore agli acidi, ai sali fusi, alla bassa espansione termica e all'abrasione. Inoltre, la sua forza e rigidit\u00e0 gli consentono di resistere all'usura fisica, come l'erosione o l'usura degli ugelli di spruzzatura o di altri componenti di un'applicazione.<\/p>\n
Acheson \u00e8 stato il pioniere della produzione commerciale di SiC nel 1891, attraverso metodi di incollaggio per reazione o sinterizzazione.<\/p>\n
Il carburo di silicio (SiC) \u00e8 un composto chimico inorganico costituito da silicio e carbonio. Presente in natura come il raro minerale moissanite, il SiC \u00e8 stato prodotto in massa sotto forma di polveri o singoli cristalli fin dal 1893 e utilizzato come abrasivo. Inoltre, le piastre di ceramica SiC utilizzate per i giubbotti antiproiettile contengono questo materiale, oltre a essere coltivato come semiconduttore per creare luci LED rosse e luminose, la cui luce verde-blu \u00e8 un buon materiale abrasivo di superficie.<\/p>\n
Il carburo di silicio ha una densit\u00e0 eccezionale di 3,21 g cm-3, che lo rende uno dei composti pi\u00f9 densi della Terra. Pur essendo insolubile in acqua, pu\u00f2 essere dissolto con alcali come NaOH e KOH e persino con il ferro fuso a temperature superiori a 2700 degC. Inoltre, il carburo di silicio non reagisce rapidamente con l'aria o l'acqua, ma pu\u00f2 subire reazioni chimiche a temperature pi\u00f9 elevate che producono biossido di silicio amorfo e metano come sottoprodotti.<\/p>\n
Il carburo di silicio \u00e8 un materiale eccellente per i telescopi spaziali grazie alla sua superiore resistenza all'usura e alle sue propriet\u00e0 di bassa espansione termica e rigidit\u00e0. La sua bassa espansione consente di raffreddare gli specchi dei telescopi senza che si deformino o si fondano durante il raffreddamento; i telescopi Herschel e Gaia hanno entrambi utilizzato specchi in carburo di silicio.<\/p>\n
Il carburo di silicio pu\u00f2 essere utilizzato anche come materia prima per i refrattari, grazie alla sua resistenza alle temperature estreme. Per questo motivo, il suo utilizzo come rivestimento isolante in forni e fornaci di varie industrie rende questo materiale una parte essenziale di questi rivestimenti. Inoltre, il carburo di silicio svolge un ruolo importante nella produzione di vetro e materiali ceramici.<\/p>\n
La domanda di carburo di silicio a livello mondiale \u00e8 in rapida espansione, soprattutto nell'area Asia-Pacifico. La rapida espansione di questa regione pu\u00f2 essere attribuita all'aumento delle vendite di veicoli elettrici e degli investimenti nelle infrastrutture di ricarica; inoltre, il crescente interesse per le fonti di energia rinnovabili dovrebbe spingere la domanda di carburo di silicio in questa regione.<\/p>\n
La svizzera STMicroelectronics N.V., la tedesca Infineon Technologies AG, la statunitense Semiconductor Components Industries LLC, la statunitense WOLFSPEED INC e la giapponese ROHM Co Ltd sono tra gli attori del mercato che stanno espandendo attivamente la loro presenza nel mercato globale del carburo di silicio. Per fare ci\u00f2, questi attori hanno implementato strategie di crescita sia organiche che inorganiche, come lanci di prodotti, accordi, partnership, contratti di collaborazione, acquisizioni o espansioni per rafforzare le loro posizioni all'interno di questo settore globale.<\/p>\n
Il carburo di silicio \u00e8 uno dei materiali ceramici pi\u00f9 duri del pianeta, in grado di sopportare temperature elevate e ambienti chimici, oltre a essere altamente resistente alla corrosione, all'abrasione e all'erosione. Grazie a queste caratteristiche, il carburo di silicio \u00e8 un ottimo materiale da costruzione con eccellenti propriet\u00e0 di resistenza alla fatica e stabilit\u00e0 dimensionale.<\/p>\n
Il modulo di Young \u00e8 una propriet\u00e0 del materiale che misura le propriet\u00e0 elastiche dei campioni, quantificando quanta forza \u00e8 necessaria per causare una deflessione sotto carico. Una prova di trazione pu\u00f2 essere utilizzata per calcolare il modulo di Young, mentre la sua pendenza pu\u00f2 fornire informazioni sui calcoli delle sollecitazioni di flessione e pu\u00f2 consentire agli ingegneri di valutare se i nuovi materiali soddisfano criteri applicativi specifici.<\/p>\n
Questa ricerca esplora le propriet\u00e0 di stabilit\u00e0, meccaniche e termodinamiche di b-Si1-xC eseguendo calcoli di primo principio utilizzando la teoria funzionale della densit\u00e0 (DFT)38 , implementata nel Cambridge serial total energy package (CASTEP). Le interazioni tra ioni ed elettroni sono rappresentate con il metodo dello pseudopotenziale a onde piane aumentate; le funzioni di scambio e correlazione tra gli atomi possono essere descritte con approssimazioni di densit\u00e0 locale o approssimazioni di gradiente generalizzato; a sua volta, l'aumento del drogaggio aumenta la densit\u00e0, il volume molare e le propriet\u00e0 del modulo di Young quando il drogaggio aumenta il b-Si1-xC.<\/p>\n
In un altro studio, film di a-SiC dello spessore di 100 e 300 nm sono stati coltivati mediante PECVD e le loro caratteristiche sono state studiate mediante ellissometria, AFM e XRR. La conduttivit\u00e0 termica e il modulo di Young non hanno mostrato effetti di scala significativi, mentre la densit\u00e0 di massa di questi film sottili \u00e8 risultata significativamente inferiore a quella del SiC sfuso a causa della ridotta densit\u00e0 di legami all'interno delle microstrutture. Infine, sono state osservate propriet\u00e0 meccaniche come elevati moduli di Young e stabilit\u00e0.<\/p>\n
La porosit\u00e0 di un materiale pu\u00f2 essere direttamente collegata al suo modulo di Young attraverso il suo rapporto di Poisson, poich\u00e9 il rapporto di Poisson diminuisce con l'aumentare della densit\u00e0; usando questa relazione, si pu\u00f2 calcolare il modulo di Young dinamico usando il suo log sonico. Formulativamente:<\/p>\n
Il carburo di silicio (SiC) \u00e8 un interessante materiale semiconduttore con un'eccellente conduttivit\u00e0 termica e un basso coefficiente di espansione termica, che lo rendono adatto a molte applicazioni di generazione o trasferimento di calore. Il SiC si trova negli specchi dei telescopi astronomici grazie alla sua leggerezza e rigidit\u00e0; inoltre, la sua elevata resistenza alla temperatura e la sua conducibilit\u00e0 termica contribuiscono a mitigare la distorsione o la degradazione durante il funzionamento.<\/p>\n
La conducibilit\u00e0 termica del SiC \u00e8 determinata dalla sua composizione e dalla sua struttura: le variet\u00e0 stechiometriche hanno conducibilit\u00e0 termiche pi\u00f9 elevate rispetto a quelle non stechiometriche, a causa degli elettroni liberi che hanno effetti molto pi\u00f9 ridotti sulla vibrazione del reticolo rispetto ai fononi, la principale fonte di energia termica generata dalla vibrazione dei cristalli. Le variet\u00e0 non stechiometriche possono aumentare la loro conducibilit\u00e0 termica con l'aggiunta di piccole quantit\u00e0 di Si o C; tuttavia, la loro conducibilit\u00e0 termica complessiva \u00e8 ancora inferiore a quella del SiC puro, poich\u00e9 gli elettroni liberi hanno un impatto molto minore sulla vibrazione del reticolo rispetto ai fononi, che generano energia termica per via termica.<\/p>\n
Esistono due principali polimorfi del SiC: il carburo di silicio alfa (a-SiC), con struttura cristallina Wurtzite, e il carburo di silicio beta (b-SiC), con struttura cristallina di zinco blenda. L'A-SiC \u00e8 la variet\u00e0 pi\u00f9 diffusa con ampie applicazioni commerciali, mentre il secondo ha visto finora una minore attivit\u00e0 commerciale.<\/p>\n
Una recente ricerca ha esaminato l'effetto della composizione di fase e della microstruttura del b-SiC sulla sua conducibilit\u00e0 termica. Il materiale \u00e8 stato prodotto mediante sinterizzazione al plasma a scintilla in fase liquida, utilizzando Y2O3 e Al2O3 come coadiuvanti di sinterizzazione; le misurazioni della conduttivit\u00e0 termica sono state poi confrontate con quelle del materiale di partenza b-SiC e i risultati hanno dimostrato la correlazione con la composizione di fase\/microstruttura della miscela di sinterizzazione.<\/p>\n
La conducibilit\u00e0 termica dell'alluminio puro in massa (Al) \u00e8 di 237 W\/mK, ma spesso \u00e8 molto pi\u00f9 bassa per i film sottili. \u00c8 stata utilizzata una tecnica di analisi termica e di misurazione della risposta agli ultrasuoni per analizzare film sottili di a-SiC con risultati simili: kAl = 210 + 10 W\/mK, che corrisponde ai valori riportati in letteratura per l'a-SiC sfuso.<\/p>\n
La resistenza alla corrosione del carburo di silicio in ambienti acidi o alcalini \u00e8 straordinaria e lo rende un materiale ideale per molte applicazioni difficili in cui altri materiali come il metallo si degraderebbero rapidamente. Il carburo di silicio \u00e8 un materiale eccellente anche per le tenute meccaniche che devono funzionare in ambienti chimici ostili.<\/p>\n
La resistenza alla corrosione del carburo di silicio \u00e8 in parte attribuibile alla sua struttura unica. Cristallizza in una disposizione interbloccata e ravvicinata composta da atomi legati covalentemente che formano tetraedri di coordinazione primaria con quattro atomi di carbonio e quattro di silicio collegati da angoli in strutture politipiche chiamate politipi; tale disposizione e struttura spiegano anche l'elevata conducibilit\u00e0 termica del carburo di silicio.<\/p>\n
Il carburo di silicio nella sua forma pi\u00f9 pura \u00e8 un isolante elettrico; tuttavia, con un'attenta aggiunta di impurit\u00e0 - note come droganti - pu\u00f2 diventare un semiconduttore elettrico. Drogando il carburo di silicio con droganti di alluminio, boro e gallio si ottengono semiconduttori di tipo P; drogando azoto e fosforo si ottengono dispositivi semiconduttori di tipo N per scopi specifici.<\/p>\n
Il carburo di silicio \u00e8 ampiamente utilizzato nei processi di lavorazione abrasivi come la sabbiatura, la rettifica e il taglio a getto d'acqua, grazie alla sua durezza e durata. La lavorazione lapidaria fa spesso uso del carburo di silicio per la sua lunga durata e le sue propriet\u00e0 di resistenza all'usura; inoltre, rappresenta un'ottima scelta di materiale grazie alla longevit\u00e0 e alla stabilit\u00e0 dimensionale della lavorazione lapidaria. Inoltre, nelle applicazioni manifatturiere serve come materiale di rivestimento dei forni e viene utilizzato in varie applicazioni metallurgiche o refrattarie grazie alle sue propriet\u00e0 di estrema resistenza all'usura.<\/p>\n
La resistenza alla corrosione \u00e8 un fattore chiave che determina la velocit\u00e0 di degrado dei materiali negli ambienti. Pertanto, la scelta di un materiale di rivestimento inorganico con un elevato punto di fusione, buone propriet\u00e0 meccaniche e la capacit\u00e0 di tollerare temperature estreme \u00e8 fondamentale per proteggere i prodotti dalla degradazione e dalla contaminazione. Il carburo di silicio offre queste qualit\u00e0 ed \u00e8 quindi un'opzione ideale nella scelta del materiale di rivestimento.<\/p>\n
Gli attuali processi di produzione del carburo di silicio per applicazioni abrasivi, metallurgiche e refrattarie comprendono due metodi di produzione: il carburo di silicio legato per reazione (RSiC) e il carburo di silicio sinterizzato (SSiC). Il carburo di silicio legato per reazione viene creato infiltrando miscele di cristalli di SiC con leganti a temperatura e pressione; il carburo di silicio sinterizzato pu\u00f2 essere prodotto utilizzando polvere di SiC pura sinterizzata con coadiuvanti di sinterizzazione non ossidati - entrambi i metodi producono prodotti con un'eccellente resistenza alla corrosione e un'estrema durezza\/resistenza alla rottura, che si traduce in grandi propriet\u00e0 meccaniche.<\/p>\n
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Silicon carbide (SiC) is one of the lightest, hardest, and strongest advanced ceramic materials with superior resistance to acids, molten salts, low thermal expansion and abrasion. Furthermore, its strength and rigidity enable it to withstand physical wear such as erosion or wear in spray nozzles or other components of an application. Acheson first pioneered commercial […]<\/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-458","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/458","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=458"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/458\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":515,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/458\/revisions\/515"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=458"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=458"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=458"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}