Silisiumkarbid er en ekstremt hard, syntetisk fremstilt krystallinsk forbindelse av karbon og silisium. Det brukes ofte i ildfaste og slitesterke materialer, samt i faststoffkomponenter som lysdioder.<\/p>\n
Den amerikanske oppfinneren Edward G. Acheson gjorde denne oppdagelsen da han s\u00f8kte etter m\u00e5ter \u00e5 fremstille kunstige diamanter p\u00e5, og han ga det nye materialet navnet karborundum.<\/p>\n
Silisiumkarbidets unike kombinasjon av h\u00f8y varmeledningsevne, lav termisk ekspansjon, hardhet og motstand mot kjemiske angrep gj\u00f8r det til et allsidig materiale med mange bruksomr\u00e5der, fra slipeverkt\u00f8y og strukturelt materiale (skuddsikre vester og keramiske bremseplater til bilbremseskiver), til lynavledere og teleskopspeil og lynfangere. SiC brukes dessuten som en integrert del av elektriske kj\u00f8ret\u00f8yer, blant annet i omformere som bidrar til \u00e5 spare energi mer effektivt og samtidig muliggj\u00f8r mindre og lettere batteristyringssystemer.<\/p>\n
Produsentene produserer kubisk silisiumkarbid enten ved hjelp av karbonbasert syntese eller kjemisk dampavsetning, som begge krever mye energi, utstyr og ekspertise for \u00e5 lykkes.<\/p>\n
Silisiumkarbid inneholder to kovalente bindinger mellom karbonatomene som dannes ved at p-orbitalene overlapper hverandre, noe som gir silisiumkarbid sin karakteristiske glans og f\u00f8rer til det vanlige navnet \"moissanitt\", selv om naturlige krystaller av moissanitt er relativt sjeldne; det meste av moissanitten som er kommersielt tilgjengelig i dag, er syntetisk fremstilt.<\/p>\n
Silisiumkarbid (ofte kalt karborundum) er en hard og slitesterk industriell keramikk som brukes i en rekke produksjonsprosesser. Det har spilt en uvurderlig rolle i \u00e5 drive industrien og teknologien fremover gjennom mange \u00e5r.<\/p>\n
SiC-krystaller har en rekke ulike kjemiske egenskaper p\u00e5 grunn av sin s\u00e6regne kovalente struktur, der silisium- og karbonatomer danner sterke koordinasjonstetraedre gjennom kovalente bindinger som deler elektronpar i sp3-hybridorbitaler. Disse tetraedrene kan deretter organiseres i ulike m\u00f8nstre i et krystallgitter, noe som gir flere polytyper.<\/p>\n
Sammensetningen av silisium- og karbonlagene i hver polytype bestemmer de elektroniske egenskapene. Derfor har de ulike polytypene forskjellige b\u00e5ndgapsenergier, som i a-SiC varierer fra 2,2 til 3,3 EV, avhengig av strukturen.<\/p>\n
Silisiumkarbid i sin reneste form fungerer som en elektrisk isolator, men urenheter som aluminium og nitrogen kan tilsettes for \u00e5 endre egenskapene til halvlederlignende egenskaper, noe som gj\u00f8r at enheter som IGBT-er og MOSFET-er kan oppn\u00e5 h\u00f8ye gjennomslagsspenninger med lav p\u00e5sl\u00e5ingsmotstand.<\/p>\n
Silisiumkarbid har flere unike fysiske og kjemiske egenskaper som gj\u00f8r det til et utmerket materiale for kraftelektronikk. Sammenlignet med silisium gj\u00f8r det bredere b\u00e5ndgapet at elektroniske enheter kan fungere ved h\u00f8yere temperaturer, spenninger og frekvenser enn tilsvarende silisium.<\/p>\n
Keramikk med Mohs-grad 9 p\u00e5 Mohs-skalaen har overlegne egenskaper som varmeledningsevne og motstand mot kjemiske reaksjoner og korrosjon, og brukes i stor utstrekning til bilbremser, skuddsikre vester, elektroverkt\u00f8y og mange andre bruksomr\u00e5der. Den har lav utvidelseskoeffisient, utmerket varmeledningsevne og motstand mot slitasje. Med h\u00f8y varmeledningsevne og motstand mot kjemisk korrosjon gir det ideelle varmestyringsegenskaper og er et utmerket erstatningsmateriale i applikasjoner som involverer bilbremser, skuddsikre vester eller elektroverkt\u00f8y.<\/p>\n
Green og Black SiC produseres ved hjelp av silikasand blandet med karbon (vanligvis petroleumskoks) ved h\u00f8ye temperaturer i en Acheson-ovn. Green og Black SiC produseres som ingots med ulike renhetsgrader, for eksempel A-SiC med heksagonal krystallstruktur som ligner p\u00e5 wurtzitt, mens metallurgiske kvaliteter med lavere renhetsgrad har sinkblende-krystallstrukturer som ligner p\u00e5 diamant.<\/p>\n
Moderne produksjon av silisiumkarbid til bruk i slipemidler, metallurgi og ildfaste materialer inneb\u00e6rer at man blander finmalt silikasand med karbon i koksform. Denne blandingen plasseres deretter i en ovn av elektrisk motstandstype som varmes opp med elektrisk str\u00f8m for \u00e5 produsere silisiumkarbid av silisium og karbon; sintringsprosessen forbedres ved hjelp av ikke-oksydiske binere, og deretter kan det dannes r\u00f8r av det ved ekstrudering eller kald isostatisk pressing.<\/p>\n
Endimensjonale uordnede (ODD) SiC-strukturer har vist seg \u00e5 ha betydelig innvirkning p\u00e5 mekaniske egenskaper, som for eksempel strekkfasthet og elastisk t\u00f8yning. Gjennom in situ-strekktester av enkle SiC NWs med ulike ODD-okkupasjonsforhold fant forskerne at styrken n\u00e6rmer seg den ideelle teoretiske grensen n\u00e5r forholdet overstiger en kritisk verdi. Dette fenomenet skyldes sannsynligvis mikrotvillingsdannelse som muliggj\u00f8r skj\u00e6rlokalisering med mikroplastisitet som oppst\u00e5r ved tvillinggrensene, og dermed skj\u00e6rlokalisering og mikroplastisitet ved tvillinggrensene.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide is an extremely hard synthetically produced crystalline compound of carbon and silicon. It is commonly used in refractory and wear-resistant applications as well as solid state devices like light emitting diodes. American inventor Edward G. Acheson made this discovery while searching for ways to produce artificial diamonds; he named this new material carborundum. […]<\/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-116","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/116","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=116"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/116\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":117,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/116\/revisions\/117"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=116"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=116"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=116"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}