Silisiumkarbid (SiC) er en ekstremt hard og syntetisk fremstilt krystallinsk forbindelse av silisium og karbon, popul\u00e6rt kalt karborundum.<\/p>\n
Mohs' hardhetsgrad p\u00e5 9 gj\u00f8r at det kan sammenlignes med diamant, og det kan brukes som slipemiddel og i ildfaste produkter som for eksempel ovnsforinger.<\/p>\n
Silisium er et annet materiale med stort potensial for h\u00f8yeffektsapplikasjoner, og det finnes en rekke polytyper med ulike krystallstrukturer.<\/p>\n
Silisiumkarbid (SiC) er en syntetisk fremstilt og ekstremt hard krystallinsk forbindelse av silisium og karbon med den kjemiske formelen SiC. F\u00f8rst oppdaget naturlig av Henri Moissan i Devil's Canyon, Arizona, og senere syntetisert ved hjelp av elektrisk varme av den amerikanske oppfinneren Edward Acheson i 1891 ved hjelp av finmalte silisiumatomer som smeltet sammen med karbonatomer - denne prosessen brukes n\u00e5 til \u00e5 lage industrielle slipemidler som sandpapir og slipeskiver; i tillegg brukes ildfast foring i ovner; brukes i stor utstrekning av halvlederelektronikk som krever h\u00f8ye temperaturer eller spenninger; finnes naturlig som moissanitt.<\/p>\n
Silisiumkarbid har en endoterm standard entalpiendring per mol p\u00e5 1124,9 kJ\/mol, en ekstremt positiv verdi som tyder p\u00e5 en eksoterm reaksjon. Silisiumkarbid kan produseres ved hjelp av ulike prosesser. En vanlig m\u00e5te er \u00e5 blande ren silikasand (SiO2) med koks i en elektrisk lysbueovn ved h\u00f8ye temperaturer for \u00e5 danne blokker av silisiumkarbid som knuses ytterligere og raffineres ved hjelp av knusing, syre-base-vask, magnetisk separasjon, sikting eller vannseparasjon.<\/p>\n
Rent silisiumkarbid har en fargel\u00f8s tetthet p\u00e5 3,21 g\/cm3 og sublimerer ved 2700 grader C. Det er ul\u00f8selig i vann. I praksis dannes det imidlertid gulgr\u00f8nne til bl\u00e5sorte, iriserende krystaller p\u00e5 grunn av urenheter i den industrielle produksjonen av silisiumkarbid (for eksempel jern og andre sporstoffer). Silisiumkarbid fungerer som en elektrisk isolator i sin reneste form, men ved doping med nitrogen eller fosfor kan det gj\u00f8res til n-type, mens beryllium eller aluminium kan gj\u00f8re det til p-type og gi halvlederegenskaper i halvlederapplikasjoner.<\/p>\n
Det finnes mer enn 250 krystallinske strukturer av silisiumkarbid, som defineres ut fra hvordan silisium- og karbonatomene er stablet. Disse polytypene av silisiumkarbid varierer i spr\u00f8het, hardhet, motstand mot kjemiske reaksjoner og duktilitet - fra diamantlignende rombisk stellat (kjent som 3\/SiC), som er ekstremt hardt og spr\u00f8tt, til den mer duktile glassaktige, amorfe formen kjent som 2\/SiC.<\/p>\n
Silisiumkarbid (SiC) er et krystallinsk industrimineral som har b\u00e5de keramiske egenskaper og halvlederegenskaper. SiC er kjent for sin kombinasjon av hardhet og styrke, og materialets andre fysiske egenskaper gj\u00f8r det egnet til mange bruksomr\u00e5der med h\u00f8y temperatur og slipende egenskaper, inkludert slipemedier til metallsliping, ildfaste ovner, skj\u00e6reverkt\u00f8y, sandpapir, jetmotordeler og substrater til LED-lysp\u00e6rer. SiC brukes ofte i disse rollene.<\/p>\n
SiC er en uorganisk forbindelse som best\u00e5r av silisium og karbon med en Mohs-klassifisering p\u00e5 9. Det danner gr\u00e5 til brune faste stoffer som tilh\u00f8rer karbidgruppen av mineraler; naturlige former inkluderer moissanitt. Ren SiC danner fargel\u00f8se krystaller, mens urenheter som nitrogen eller aluminium gir gr\u00f8nne eller bl\u00e5 fargetoner i krystallformen.<\/p>\n
P\u00e5 grunn av sin ekstreme hardhet, kjemiske inertitet og lave varmeutvidelseskoeffisient er polykarbonatplast sv\u00e6rt motstandsdyktig mot korrosjon. Med temperaturer p\u00e5 opptil 1400 grader C uten tap av mekanisk styrke - noe som gj\u00f8r det til et utmerket materialvalg for komponenter som m\u00e5 operere i t\u00f8ffe milj\u00f8er, for eksempel varmevekslere og flammetennere.<\/p>\n
Silisiumkarbid kan produseres gjennom flere prosesser som gir et bredt spekter av interne og eksterne mikrostrukturer, typisk variasjoner i st\u00f8kiometri. De vanligste strukturene er heksagonal tetraedrisk (a-SiC) og kubisk (b-SiC), selv om polytyper avledet fra disse ogs\u00e5 kan kombineres for \u00e5 oppn\u00e5 ulike fysiske og elektriske egenskaper.<\/p>\n
Silisiumkarbidets kjemiske binding mellom Si og C danner sterke kovalente tetraedriske bindinger som skaper sterke kovalente bindinger mellom hvert tetraeder, og som knytter dem sammen og stabler dem i polare strukturer som gir dette materialet dets elektriske egenskaper. Silisiumkarbid fungerer i seg selv som en utmerket isolator, men med forsiktig doping eller tilf\u00f8rsel av urenheter eller dopingstoffer kan det f\u00e5 halvlederegenskaper; det verken tillater fri str\u00f8mgjennomgang eller frast\u00f8ter den fullstendig, slik som aluminiumoksid eller borkarbid, og skaper dermed en mellomting mellom disse to, noe som har gjort silisiumkarbid til en uvurderlig ressurs n\u00e5r det brukes til romforskning og til utvinning av olje og gass p\u00e5 store havdyp. Dette materialet har vist seg \u00e5 v\u00e6re velegnet til en rekke utfordrende romforskningsprosjekter og til olje- og gassutvinning p\u00e5 store havdyp rundt om i verden.<\/p>\n
Silisiumkarbid, et ikke-oksydholdig keramisk materiale, er et av de hardeste, sterkeste og mest avanserte materialene som brukes i produkter som slipemidler, ildfaste materialer, keramikk og annet. P\u00e5 grunn av det brede b\u00e5ndgapet brukes det ogs\u00e5 i elektroniske komponenter.<\/p>\n
Edward Acheson skrev historie da han i 1891 syntetiserte diamantpulver til industrielle slipemidler ved \u00e5 oppdage sm\u00e5, svarte krystaller i en elektrisk oppvarmet smelte av karbon og aluminiumoksid. Acheson malte disse krystallene til pulver for bruk som industrielle slipemidler. Achesons oppdagelse ble bekreftet av nobelprisvinneren i kjemi, Henri Moissan, da han i 1905 oppdaget gjennomsiktige former av dette mineralet, kjent som moissanitt, i en Canyon Diablo-meteoritt i Arizona.<\/p>\n
Silisiumkarbid lages i dag ved \u00e5 varme opp aluminiumoksid og silisiumdioksyd sammen ved h\u00f8ye temperaturer under kontrollerte forhold, og deretter formes det til blokker eller pellets for bruk i ulike industrielle applikasjoner. Silisiumkarbid har en ultrahard overflate som gj\u00f8r det anvendelig til sliping, skj\u00e6ring, boring og fresing, mens den termiske ledningsevnen gir god varmeledningsevne og den kjemiske motstandsdyktigheten gir eksepsjonell kjemikalieresistens.<\/p>\n
Silisiumkarbid har egenskaper som har gjort det ideelt til bruk i store astronomiske teleskoper og delsystemer i romfart\u00f8yer, inkludert speil. P\u00e5 grunn av sin stivhet og lave varmeutvidelseskoeffisient er det et utmerket grunnmateriale, ettersom det ikke utvider seg eller trekker seg sammen n\u00e5r temperaturen svinger.<\/p>\n
Den utmerkede slitasje- og slagfastheten gj\u00f8r keramikk til et utmerket materiale for sliteform\u00e5l som slipeskiver og bl\u00e5semunnstykker, mens styrken gj\u00f8r det ogs\u00e5 egnet for ildfaste og keramiske komponenter som ovnsforinger og slitesterke belegg.<\/p>\n
Silisiumkarbid har et bredt b\u00e5ndgap som gj\u00f8r at det kan lede str\u00f8m mer effektivt enn andre halvledere, ettersom elektronene trenger mindre energi for \u00e5 g\u00e5 fra valensb\u00e5ndet til ledningsb\u00e5ndet. Denne effektivitets\u00f8kningen bidrar dessuten til at det bedre kan h\u00e5ndtere h\u00f8yere spenninger og frekvenser enn konkurrerende materialer, siden det st\u00f8rre energigapet gj\u00f8r at flere elektroner kan bevege seg samtidig.<\/p>\n
Silisiumkarbid har unike elektriske egenskaper som gj\u00f8r at det kan brukes i en rekke h\u00f8yytelseskretser. I ren tilstand fungerer silisiumkarbid som en elektrisk isolator, men ved \u00e5 tilsette sm\u00e5 mengder urenheter - spesielt aluminiumdoping - kan det f\u00e5 halvlederegenskaper. Dopingen av aluminium skaper et halvledermateriale av p-typen.<\/p>\n
Halvledere med bredt b\u00e5ndgap er spesielt fordelaktige i applikasjoner som krever h\u00f8y spenning, for eksempel kraftelektronikk og andre kraftapplikasjoner. Disse halvlederne t\u00e5ler ti ganger st\u00f8rre elektrisk feltstyrke enn vanlige silisiumhalvledere, noe som gj\u00f8r dem egnet for enheter som utsettes for ekstreme spenningsniv\u00e5er.<\/p>\n
SiC skiller seg ut som et attraktivt materiale p\u00e5 grunn av sin overlegne motstand mot str\u00f8mgjennomgang sammenlignet med silisium ved tilsvarende spenning, noe som reduserer energitapet til varme i enhetene betydelig og eliminerer behovet for kostbare aktive kj\u00f8lesystemer som \u00f8ker vekten, kompleksiteten og kostnadene til et produkt.<\/p>\n
Silisiumkarbid har lav termisk ekspansjon, noe som gj\u00f8r det til et ettertraktet speilmateriale for store astronomiske teleskoper, der det kan dyrkes til skiver p\u00e5 opptil 3,5 m (11 fot). P\u00e5 grunn av sin holdbarhet, stivhet og utmerkede varmeledningsevne er det dessuten et utmerket grunnmateriale for elektroniske komponenter i milj\u00f8er der vibrasjoner kan for\u00e5rsake skade.<\/p>\n
Silisium er fortsatt det mest brukte halvledermaterialet i moderne elektronikk, men det begynner \u00e5 vise sine begrensninger n\u00e5r det gjelder h\u00f8yeffektsapplikasjoner. Silisiumkarbid har flere fordeler som avhjelper disse manglene, blant annet det brede b\u00e5ndgapet - definert som energien som kreves for \u00e5 frigj\u00f8re et elektron fra bane rundt en atomkjerne, m\u00e5lt i elektronvolt eller eV. Silisiumkarbid har en elektronvoltverdi som er nesten tre ganger s\u00e5 h\u00f8y som for standard silisium.<\/p>\n
Silisiumkarbid forekommer naturlig som det ekstremt sjeldne mineralet moissanitt, som vanligvis finnes i \u00f8rsm\u00e5 mengder i meteoritter, korundforekomster og kimberlitt. Siden 1893 har det blitt kommersielt fremstilt i pulverform for bruk som slipemiddel, ofte kombinert med andre korn for \u00e5 skape sv\u00e6rt harde keramiske forbindelser som er bundet sammen med hvert enkelt korn for \u00e5 danne slitesterke og holdbare forbindelser som bremser og koblinger til biler, samt keramiske plater som brukes p\u00e5 skuddsikre vester og lysdioder som detektorer i tidlige radioapparater.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon Carbide (SiC) is an extremely hard and synthetically produced crystalline compound of silicon and carbon, popularly referred to as carborundum. Mohs hardness rating of 9 makes it similar to diamond and it can be used as an abrasive and in refractory products such as furnace linings. Silicon is another material with great potential for […]<\/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-542","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/542","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=542"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/542\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":543,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/542\/revisions\/543"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=542"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=542"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=542"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}