W\u0119glik krzemu, czyli karborund (), to twarda ceramika wyprodukowana po raz pierwszy na masow\u0105 skal\u0119 w 1893 r. do u\u017cytku jako materia\u0142 \u015bcierny. Cho\u0107 istniej\u0105 jego naturalne odmiany (klejnoty moissanitowe i niewielkie ilo\u015bci w postaci ska\u0142y magmowej zwanej korundem), wi\u0119kszo\u015b\u0107 wsp\u00f3\u0142czesnych zastosowa\u0144 ma charakter syntetyczny.<\/p>\n
SiC jest znany z wysokiej odporno\u015bci na zm\u0119czenie, wysokiej przewodno\u015bci cieplnej i niskiego wsp\u00f3\u0142czynnika rozszerzalno\u015bci; dzi\u0119ki czemu nadaje si\u0119 do produkcji, aby wytrzyma\u0107 wysokie temperatury, pozostaj\u0105c jednocze\u015bnie wytrzyma\u0142ym w \u015brodowiskach korozyjnych.<\/p>\n
W\u0119glik krzemu jest jednym z niewielu materia\u0142\u00f3w o wysokiej przewodno\u015bci cieplnej w temperaturze pokojowej. Ze wzgl\u0119du na swoj\u0105 twardo\u015b\u0107, sztywno\u015b\u0107 i stabilno\u015b\u0107 temperaturow\u0105, w\u0119glik krzemu jest doskona\u0142ym materia\u0142em do stosowania w zwierciad\u0142ach teleskop\u00f3w u\u017cywanych przez astronom\u00f3w.<\/p>\n
Teoria funkcjona\u0142u g\u0119sto\u015bci zosta\u0142a wykorzystana do systematycznych bada\u0144 teoretycznych parametr\u00f3w strukturalnych i sko\u0144czonych w\u0142a\u015bciwo\u015bci termofizycznych sze\u015bciennego w\u0119glika krzemu (3C-SiC). Nasze wyniki dotycz\u0105ce sta\u0142ych spr\u0119\u017cysto\u015bci i mikrotwardo\u015bci Knoopa wykaza\u0142y zadowalaj\u0105c\u0105 zgodno\u015b\u0107 z danymi eksperymentalnymi, jak r\u00f3wnie\u017c z wynikami oblicze\u0144 opublikowanymi gdzie indziej.<\/p>\n
Wykorzystuj\u0105c zoptymalizowane modele struktury, uzyskali\u015bmy r\u00f3wnie\u017c oszacowania energii tworzenia defekt\u00f3w na poziomie atomowym dla ZrC, TiC i SiC. Wyniki ujawni\u0142y, \u017ce temperatura Debye'a maleje wraz ze wzrostem liczby atom\u00f3w defekt\u00f3w, podczas gdy antysytety CZr i defekty VC wykazuj\u0105 ni\u017csze energie formowania ni\u017c ich odpowiedniki VSi i defekty Sit; zmniejszenie ich energii formowania mo\u017ce wp\u0142ywa\u0107 na odporno\u015b\u0107 na jednoosiowe i \u015bcinaj\u0105ce odkszta\u0142cenia struktur 3C-SiC.<\/p>\n
W\u0119glik krzemu jest jednym z najtwardszych i najlepiej przewodz\u0105cych ciep\u0142o materia\u0142\u00f3w wyst\u0119puj\u0105cych w przyrodzie, odpornym na dzia\u0142anie kwas\u00f3w i zasad, a jednocze\u015bnie odpornym na temperatur\u0119 do 1600 stopni Celsjusza bez utraty wytrzyma\u0142o\u015bci. Ponadto w\u0119glik krzemu jest doskona\u0142ym przewodnikiem elektrycznym.<\/p>\n
Szerokie pasmo przenoszenia w\u0119glika krzemu sprawia, \u017ce nadaje si\u0119 on do stosowania w urz\u0105dzeniach p\u00f3\u0142przewodnikowych, takich jak diody, tranzystory i tyrystory, a jego zdolno\u015b\u0107 do wytrzymywania du\u017cych napi\u0119\u0107 i pr\u0105d\u00f3w sprawia, \u017ce jest on r\u00f3wnie\u017c przydatny w urz\u0105dzeniach du\u017cej mocy.<\/p>\n
Porowaty SiC mo\u017ce by\u0107 modyfikowany poprzez dodanie nanop\u0142ytek grafenowych (GNP), tworz\u0105c materia\u0142 o ulepszonych w\u0142a\u015bciwo\u015bciach termicznych. Materia\u0142 ten mo\u017ce by\u0107 wytwarzany poprzez spiekanie plazm\u0105 iskrow\u0105 w fazie ciek\u0142ej stechiometrycznego lub niestechiometrycznego proszku SiC; przetestowano r\u00f3\u017cne kombinacje \u015brodk\u00f3w wspomagaj\u0105cych spiekanie (Y2O3 i La2O3) w celu oceny ich wp\u0142ywu na sk\u0142ad fazowy, mikrostruktur\u0119 i przewodno\u015b\u0107 ciepln\u0105 porowatych materia\u0142\u00f3w o zawarto\u015bci do 20 vol% GNP; niemonotoniczn\u0105 zale\u017cno\u015b\u0107 temperaturow\u0105 zaobserwowano w przypadku kompozyt\u00f3w zawieraj\u0105cych do 20% GNP.<\/p>\n
Unikalna kompozycja atom\u00f3w krzemu i w\u0119gla w sieci krystalicznej SiC nadaje mu niezwyk\u0142e w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechaniczne, kt\u00f3re czyni\u0105 go jednym z najtwardszych i najtwardszych materia\u0142\u00f3w ceramicznych. Wysoka odporno\u015b\u0107 na korozj\u0119 powodowan\u0105 przez kwasy, \u0142ugi, stopione sole, a tak\u017ce \u015bcieranie; sztywno\u015b\u0107 i wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 sprawiaj\u0105, \u017ce SiC jest atrakcyjnym materia\u0142em do produkcji element\u00f3w odpornych na zu\u017cycie, takich jak \u015bciernice lub wiert\u0142a w m\u0142ynach, ekspanderach lub wyt\u0142aczarkach.<\/p>\n
Opr\u00f3cz lekko\u015bci, materia\u0142 ceramiczny wykazuje doskona\u0142\u0105 odporno\u015b\u0107 na szok termiczny - mo\u017ce wytrzyma\u0107 temperatury do 1600 \u00b0 C bez utraty w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechanicznych lub rozszerzalno\u015bci cieplnej, przy niskich wsp\u00f3\u0142czynnikach rozszerzalno\u015bci cieplnej i wyj\u0105tkowo wysokim module Younga zapewniaj\u0105cym stabilno\u015b\u0107 wymiarow\u0105.<\/p>\n
Porowato\u015b\u0107 porowatej ceramiki SiC r\u00f3\u017cni si\u0119 w zale\u017cno\u015bci od metody jej formowania (spajanie reakcyjne lub spiekanie). Badania wykaza\u0142y, \u017ce zar\u00f3wno przewodno\u015b\u0107 elektryczna, jak i wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 na zginanie rosn\u0105 wraz ze wzrostem zawarto\u015bci B4C ze wzgl\u0119du na jego zdolno\u015b\u0107 do adsorpcji tlenu z materia\u0142\u00f3w matrycowych SiC, a tym samym zmniejszenia d\u0142ugo\u015bci rozpraszania fonon\u00f3w.<\/p>\n
W\u0119glik krzemu jest stosowany zar\u00f3wno jako materia\u0142 \u015bcierny, jak i narz\u0119dzie tn\u0105ce w produkcji. Ze wzgl\u0119du na tward\u0105 i odporn\u0105 na ciep\u0142o powierzchni\u0119, w\u0119glik krzemu mo\u017cna r\u00f3wnie\u017c znale\u017a\u0107 jako p\u00f3\u0142przewodnik elektroniczny w diodach i tranzystorach, poniewa\u017c jego tolerancja napi\u0119cia mo\u017ce przewy\u017csza\u0107 krzem.<\/p>\n
Twardo\u015b\u0107 w\u0119glika krzemu, jego odporno\u015b\u0107 na korozj\u0119 i wysoka przewodno\u015b\u0107 cieplna sprawiaj\u0105, \u017ce jest on doskona\u0142ym materia\u0142em na wyposa\u017cenie ochronne, takie jak he\u0142my i p\u0142yty pancerne. Co wi\u0119cej, jego oboj\u0119tno\u015b\u0107 chemiczna oznacza, \u017ce nie reaguje z wod\u0105, dzi\u0119ki czemu idealnie nadaje si\u0119 do stosowania w warunkach wysokiej wilgotno\u015bci, takich jak statki kosmiczne i \u015brodowiska morskie.<\/p>\n
Rekrystalizowany w\u0119glik krzemu (RSiC) charakteryzuje si\u0119 niezr\u00f3wnanym po\u0142\u0105czeniem w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechanicznych, termicznych i elektrycznych w por\u00f3wnaniu z innymi wariantami SiC. Jego g\u0119sta mikrostruktura zapewnia RSiC niski wsp\u00f3\u0142czynnik rozszerzalno\u015bci przy jednoczesnym zachowaniu wytrzyma\u0142o\u015bci i sztywno\u015bci w wysokich temperaturach; ponadto wykazuje stosunkowo wy\u017csze warto\u015bci modu\u0142u spr\u0119\u017cysto\u015bci ni\u017c strukturalna ceramika cyrkonowa i ma niskie warto\u015bci wsp\u00f3\u0142czynnika rozszerzalno\u015bci cieplnej w por\u00f3wnaniu ze strukturaln\u0105 ceramik\u0105 cyrkonow\u0105.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide, or carborundum (), is a hard ceramic first mass-produced in 1893 for use as an abrasive. While natural instances exist (moissanite gems and small quantities as an igneous rock called corundum), most modern day usage occurs synthetically. SiC is known to exhibit high fatigue resistance, high thermal conductivity and a low coefficient of […]<\/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-190","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/190","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=190"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/190\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":191,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/190\/revisions\/191"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=190"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=190"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=190"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}