Silīcija karbīda definīcija

Silīcija karbīds (SiC) ir kristālisks savienojums, kas sastāv no silīcija un oglekļa un ko parasti izmanto kā abrazīvu materiālu, pusvadītāju materiālu un termisko un mehānisko īpašību dēļ. SiC ir arī lielisks augstsprieguma materiāls, kas palīdz samazināt gan izmērus, gan svaru, kad runa ir par elektrisko transportlīdzekļu spēka elektronikas sistēmām.

Sintētiskais moisanīts var būt sastopams arī dabā retā minerāla moisanīta veidā. Tas ir ciets, izturīgs materiāls, kura cietība pēc Mosa skalas ir 8-9 balles un tuvojas dimanta cietībai.

Tas ir kristālisks materiāls

Silīcija karbīds (SiC) ir bezoksīda keramikas materiāls, ko plaši izmanto nodilumizturīgās detaļās, pateicoties tā cietībai, ugunsizturīgajos materiālos un keramikā, pateicoties termiskajai pretestībai, elektroniskajās ierīcēs, pateicoties augstākajai veiktspējai nekā silīcijam augstsprieguma vidē, kā arī energoelektronikā, kas darbojas pie lielākiem spriegumiem un ātrumiem. Tā kā SiC ir platāka joslas sprauga nekā tā silīcija analogiem, to var izmantot arī kā pusvadītāju materiālu energoelektronikas lietojumos.

SiC ir ārkārtīgi ciets materiāls ar spēcīgām kovalentajām saitēm starp oglekļa un silīcija atomiem, kas nodrošina tam neticamu izturību, un pēc savas neticamās izturības tas atpaliek tikai no bora karbīda un dimanta. SiC ir ķīmiski inerts un izturīgs pret koroziju pat tad, ja to karsē sālsskābes vai sērskābes šķīdumos, un tam piemīt arī izcila siltumvadītspēja, kas ļauj saglabāt apkārtējās vides temperatūru ilgstošai glabāšanai.

SiC var ražot, reaģējot Si atomiem ar oglekli fizikālās tvaiku kondensācijas reaktorā vai saķepinot tīru pulveri, izmantojot parastās keramikas formēšanas metodes. Veidošanas metodes izvēle būtiski ietekmē galīgo mikrostruktūru - reakcijas saistītā (a-SiC) un saķepinātā (4H-SiC) paveida fizikālās īpašības ir atšķirīgas.

Tas ir abrazīvs

Silīcija karbīds ir cieta un stingra keramikas viela, ko izmanto kā efektīvu abrazīvu. Tā kā silīcija karbīds ir cietāks un asāks par alumīnija oksīdu, tas ir ideāla izvēle cietu materiālu, piemēram, krāsaino metālu un dažu koksnes materiālu, slīpēšanai; turklāt tas labi darbojas arī slapjā pulēšanā.

Silīcija dioksīdu (SiO2) iegūst, elektriskajā krāsnī reaģējot un pirolīzei izmantojot silīcija dioksīda un oglekļa maisījumu. Pēc izveidošanas šis materiāls ir dažādu toņu - melns vai zaļš, un to var pat leģēt ar slāpekli vai boru, lai pārveidotu tā īpašības par pusvadītāju.

Silīcija karbīda materiālu var izmantot dažādās rūpniecības nozarēs, pateicoties tā izturībai un citām īpašībām, jo īpaši lietojumiem, kam nepieciešama augsta izturība, piemēram, ložu necaurlaidīgu vestu keramikas plāksnēm. Turklāt silīcija karbīds var lepoties ar augstu termisko un ķīmisko izturību, kā arī zemu termisko izplešanos salīdzinājumā ar līdzīgiem abrazīviem materiāliem, piemēram, volframa karbīdu vai dimantu.

Tas ir pusvadītāju

Silīcija karbīds ir ārkārtīgi ciets materiāls, kura cietības rādītājs pēc Mosa skalas ir 9 balles, kas to ierindo starp alumīnija oksīdu (9 balles) un dimantu (10 balles). Turklāt silīcija karbīdam ir augsta siltumvadītspēja, zems termiskās izplešanās koeficients un liela izturība pret termiskiem triecieniem - īpašības, kas to padara piemērotu energoelektronikai, piemēram, elektrotransportlīdzekļu vilces invertoriem - tā plašā joslas sprauga ļauj tam efektīvāk pārnest elektrisko enerģiju nekā tradicionālajām silīcija ierīcēm.

Silīcija karbīds no moizanīta atšķiras ar to, ka to var pārvērst keramikā, augstās temperatūrās un spiedienā saķepinot tā graudus ar dažādiem saistvielām, kas ļauj to masveidā ražot kā abrazīvu kopš 1893. gada, ko bieži izmanto lietojumos, kam nepieciešama augsta izturība, piemēram, automašīnu bremzēs vai sajūgos, gaismas diodēs (LED) un detektoros pusvadītāju elektronikas ierīcēs.

SiC ir sastopams dažādos polimorfos ar atšķirīgu kristālisko struktūru un fizikālajām īpašībām. Elektroniskie lietojumi parasti dod priekšroku 4H-SiC politipam ar tā heksagonālo kristālisko struktūru, kas atgādina vērcītu vai cinka blendi.

Tas ir augstas temperatūras materiāls

Silīcija karbīds (SiC) ir neviena oksīda keramikas materiāls, ko plaši izmanto augsttemperatūras mehāniskiem lietojumiem un elektronikas, tostarp pusvadītāju, ražošanā. SiC var lepoties ar ārkārtīgi augstu kušanas temperatūru un zemu termiskās izplešanās koeficientu, kā arī ķīmisko inertumu, un tā izturība, cietība un ilgmūžība padara to noderīgu tādos pielietojumos kā abrazīvā strūklas apstrāde, kur nepieciešama augsta stiepes izturība, piemēram, katlu krāšņu sienām, šaha ķieģeļu mufeļiem un krāšņu slīdceļiem.

Silīcija karbīds (karborunds) ir ciets un trausls minerāls, kas sastāv no silīcija un oglekļa tetraedriem, kas sakārtoti tetraedriski. SiC ir atrodams tikai nelielos daudzumos meteorītos un kimberlītu atradnēs, bet rūpnieciskai izmantošanai parasti tiek ražots sintētiski. SiC tīrā veidā parasti ir izolators, bet to var leģēt, lai tam piemistu pusvadošas īpašības, izmantojot piemaisījumus, lai kontrolētu elektrovadītspēju, polaritāti un vadītspēju, kas ļauj tam darboties kā elektronu nesēja ierīcei elektronu ķēdēs, piemēram, p-n savienojuma tranzistoriem, Šotkija barjeras diodēm un MOSFET.

Tas ir augstsprieguma materiāls

Silīcija karbīds (SiC) ir ļoti izturīga bezoksīda keramika ar daudzām vēlamām īpašībām. SiC ir ideāli piemērots augstsprieguma lietojumiem, tostarp elektrisko transportlīdzekļu darbināšanai; tā joslas sprauga ir platāka nekā lielākajai daļai silīcija pusvadītāju, tāpēc tas ir piemērotāks lielākam spriegumam.

Silīcija karbīds (CNC) ir viens no cietākajiem jebkad redzētajiem materiāliem, tāpēc precīziem griezumiem ir nepieciešami asmeņi ar dimanta galiem. Turklāt tā siltumvadītspēja uzlabo efektivitāti, vienlaikus samazinot akumulatora komplekta izmēru transportlīdzeklī.

Mūsdienu silīcija karbīda ražošanā tīru SiC sasmalcina pulverī, sajauc to ar saķepināšanas palīgvielām, kas nav oksīdi, un sablīvē temperatūrā un spiedienā. Silīcija plākšņu ražošanā var izmantot arī ķīmisko tvaiku nogulsnēšanu; tam nepieciešams liels enerģijas daudzums, iekārtas un zināšanas. Ačesona sākotnējais process joprojām ir sintētiskā silīcija karbīda ražošanas standarts.

Tas ir augstas veiktspējas materiāls

Silīcija karbīds ir inerta keramika ar daudzām izdevīgām īpašībām, kas padara to ļoti pieprasītu rūpnieciskos apstākļos, sākot no automobiļu bremzēm un sajūgu līdz bruņuvestēm. Silīcija karbīds nodrošina izcilu izturību pret augstām temperatūrām, abrazīviem apstākļiem, zemu termiskās izplešanās koeficientu, kā arī ir ļoti izturīgs pret koroziju. Silīcija karbīda daudzpusība ir pierādījusi, ka tā daudzpusīgais pielietojums rūpniecībā ir daudzkārt izmantots, ieskaitot bremžu klučus un ložu necauršaujošās vestes.

Silīcija dioksīda karbīdu var ražot, silīcija smilšu un oglekļa maisījumu karsējot ķieģeļu elektriskās pretestības tipa krāsnī, izmantojot elektrisko strāvu. Pēc izgatavošanas var izveidot spilgti zaļus kristālus, kas atgādina dimantu, un pēc tam tos var attīrīt, lai iegūtu pusvadītāju kvalitātes silīcija karbīdu.

Silīcija karbīda pusvadītājiem ir lielākas joslu atstarpes nekā to silīcija analogiem, kas ļauj elektronikai darboties pie augstākiem spriegumiem un frekvencēm, neapdraudot uzticamību - šī īpašība ir padarījusi tos par populāru izvēli tādās lieljaudas lietojumprogrammās kā elektrisko transportlīdzekļu energoelektronika un roveru un kosmosa zondēs uzstādītie instrumenti.