Silicio karbido apibrėžimas

Silicio karbidas, dažniau vadinamas trumpiniu SiC, yra abrazyvinė medžiaga, sudaryta iš silicio ir anglies, pramoniniu būdu gaminama nuo XIX a. pabaigos ir naudojama kaip abrazyvas. Be to, natūralių SiC sankaupų yra moisanito mineralų formacijose.

Keraminių glazūrų sudėtyje yra šios medžiagos miltelių, kurių pridėjus į keramikos degimo krosnį, susidaro stiklo burbuliukai, suteikiantys vizualinio ir tekstūrinio patrauklumo.

Abrazyvinis

Silicio karbidas yra labai kieta medžiaga, naudojama kaip šlifavimo priemonė medžiagoms šlifuoti, o jos įvertinimas pagal Moso skalę prilygsta deimantui. Be to, ši keraminė medžiaga yra šlifavimo diskų ir pjovimo įrankių dalis, taip pat jos randama tokiuose gaminiuose kaip švitrinis audinys, švitrinis popierius ir batų padai, spalvotosios metalurgijos ir keramikos pramonės krosnių ugniai atsparios plytos, naudojamos spalvotosios metalurgijos ir keramikos pramonės krosnyse, kaip spalvotosios metalurgijos krosnių ugniai atsparios plytos, naudojamos spalvotosios metalurgijos krosnyse, kaip spalvotosios metalurgijos krosnių ugniai atsparios plytos, naudojamos aukštoje temperatūroje, pavyzdžiui, neperšaunamose liemenėse esančios keraminės plokštelės.

Silicio karbido abrazyvinės savybės atsiranda dėl jo sluoksniuotos kristalinės struktūros. Kiekvienas anglies atomas oktaedrinėje konfigūracijoje jungiasi su keturiais silicio atomais, todėl ši medžiaga yra viena iš nedaugelio sintetinių medžiagų, kurios pasižymi tokiomis savybėmis, kurios daro įspūdį apie našumą pramonėje.

Silicio karbido veidrodžiai yra ideali medžiaga astronominiams teleskopams dėl savo standumo, mažo šiluminio plėtimosi ir tvirtumo savybių. Herschelio kosminis teleskopas ir Gajos kosminis teleskopas šviesai atspindėti naudoja silicio karbido veidrodžius. Cheminis nusodinimas iš garų yra veiksminga priemonė šioms medžiagoms sukurti, nes silicis ir anglis kartu auga į polikristalines plėveles ant stiklo substratų.

Puslaidininkiniai prietaisai

Silicio karbido puslaidininkiai padarė didelę pažangą automobilių pramonėje dėl savo gebėjimo išlaikyti aukštą įtampą. Šį pasiekimą galima paaiškinti jo plačiajuoste juosta, kuri leidžia elektronams lengviau praeiti pro ją nei standartiniai silicio puslaidininkiai.

Dėl unikalių silicio karbido savybių jis tinka įvairioms elektros reikmėms, įskaitant elektros energijos gamybą. Silicio karbidas vis labiau populiarėja elektromobilių srityje, kur sukuriama efektyvesnė ir galingesnė galios elektronika, galinti atlaikyti didesnę įtampą nei silicio analogai.

Silicio karbidas natūraliai neegzistuoja (išskyrus retą mineralą, vadinamą moisanitu), tačiau jau daugiau kaip 100 metų masiškai gaminamas miltelių pavidalu ir dabar naudojamas tokiose srityse kaip šlifavimo diskai, abrazyvai ir neperšaunamos liemenės. Jo išskirtinės savybės - didelis kietumas (9 balai pagal Moso skalę), cheminis inertiškumas, šiluminis laidumas ir atsparumas dilimui - dėl šių savybių silicio karbidas yra plačiai ieškomas šių gaminių gamintojų.

Silicio karbidas sudaro du pirminius koordinacinius tetraedrus, sudarytus iš keturių silicio ir keturių anglies atomų, kovalentiškai sujungtų kovalentiniais ryšiais, vadinamus koordinaciniais tetraedrais. Keičiant jo atomų išsidėstymą, kad susidarytų skirtingi politipai, galima gauti kristalines struktūras. Pridėdami priemaišų, pavyzdžiui, trivalenčių ar penkiavalenčių medžiagų, inžinieriai gali pakeisti elektrines savybes, kad jos atitiktų įvairias paskirtis - populiarūs yra boro, fosforo ir arseno kaip silicio karbido legiruojančios medžiagos.

Atsparus karščiui

Silicio karbidas yra kietas ir patvarus, todėl gali atlaikyti aukštą karščio temperatūrą ir susidėvėjimą, todėl jis yra pagrindinė medžiaga pramoninių krosnių įdėklams, raketinių variklių komponentams, dilimui atspariems įrankiams, pvz., šlifavimo diskams ir įrankių ašmenims, keramikai ir net legiruotas azotu, fosforu, aliuminiu ar kaliu, kad būtų galima gaminti puslaidininkius, naudojamus elektronikoje, pvz., šviesos diodus (LED).

Silicio karbidas natūraliai randamas kaip mineralas moisanitas. Pirmą kartą atrastas 1893 m. Kanjono Diablo meteorito krateryje Arizonoje, jo struktūra primena deimantus - iš tiesų, moisanito papuošalai jau seniai parduodami kaip alternatyva.

Silicio karbidas dėl savo abrazyvinių savybių jau seniai pripažintas dėl naudojimo mene ir amatuose. Jis naudojamas medienai, metalams ir akmenims šlifuoti, kad jų paviršiai būtų lygūs ir tinkami dažymui ar lakavimui; be to, jis yra neatsiejama šiuolaikinės lapidarystės medžiaga, naudojama daugeliui technikų - nuo stiklo ėsdinimo iki akmens raižymo.

"Elkem SiC" siūlo "StarCeram S" silicio karbidą - pramoninę keramiką, kurią galima suformuoti į įvairias formas ir dydžius, skirtus konkrečioms reikmėms, o jos paviršius gali būti švelniai poliruojamas. Mūsų gamykloje Lježe, Belgijoje, įdiegta pažangi įranga, galinti gaminti SiC gaminius pagal tikslias specifikacijas.

Elektros laidininkas

Silicio karbidas (SiC), paprastai vadinamas karborundu, natūraliai randamas kaip mineralas moisanitas ir nuo 1893 m. masiškai gaminamas miltelių pavidalu abrazyvinėms medžiagoms, pvz., šlifavimo diskams. Nuo 1893 m. jis taip pat masiškai sukepinamas, kad susidarytų labai kieta keramika, kuri naudojama didelės ištvermės reikalaujančiose srityse, pavyzdžiui, automobilių stabdžiams, sankaboms ir neperšaunamų liemenių keraminėms plokštelėms, į kurias įterptos SiC plokštelės, šiose talpose įterptos plataus juostinio tarpo silicio. Dėl plataus draustinės juostos tarpo SiC šiais atžvilgiais yra pranašesnis už silicį.

Juostos tarpas - tai energijos kiekis, kurio reikia elektronams pereiti tarp atomo valentinės ir laidumo juostų, todėl elektronai juda greičiau ir efektyviau, o tai yra esminės puslaidininkinių prietaisų, veikiančių dideliu greičiu ir (arba) įtampa, savybės. Platesnis juostos tarpas leidžia elektronams greičiau judėti tarp šių juostų.

Palyginti su tradiciniu puslaidininkiu siliciu, SiC pasižymi praplėsta dažnių juosta, todėl tai ideali medžiaga galios elektronikai, pavyzdžiui, elektrinių transporto priemonių traukos keitikliuose. SiC geresnis nei silicio šiluminis laidumas dar labiau padidina šį pranašumą ir leidžia efektyviau naudoti galios elektroniką, nenaudojant aktyvių aušinimo sistemų, kurios padidina elektromobilių svorį ir sąnaudas.