Carbură de siliciu CTe

Carbura de siliciu cte este unul dintre cele mai ușoare, mai dure și mai rezistente materiale ceramice de pe piață. Oferă o rezistență excelentă la acizi, precum și conductivitate termică și rate de dilatare termică scăzute și poate rezista la temperaturi extreme fără probleme de dilatare termică.

Grafenul cristalin prezintă o structură cristalină stratificată și este disponibil în mai multe poltipuri care diferă doar prin secvența de stivuire a straturilor. Toate au bandgaps-uri electronice distincte; dintre aceste modificări, modificarea beta posedă proprietăți deosebit de atractive.

Proprietăți mecanice

Carbura de siliciu (SiC) este o ceramică tehnică extraordinară care a apărut ca un material indispensabil în aplicațiile tehnologice moderne. Acest material gri-negru spre gri se remarcă prin faptul că este mai dens decât multe ceramici obișnuite, dar mai puțin dens decât multe metale; având proprietăți mecanice și stabilitate termică excelente, SiC reprezintă o soluție excelentă în medii dificile în care materialele tradiționale pot eșua.

Carbura de siliciu cte este compusă dintr-o rețea de legături între atomii de carbon și siliciu care formează un material extrem de durabil, puternic, cu proprietăți excelente de rezistență la uzură și oxidare, care funcționează fiabil în medii extreme, cum ar fi cuptoarele, metalele topite și industria petrochimică.

Inerția chimică superioară face ca policarbonatul să fie ideal pentru a lucra în siguranță în medii chimice dure care ar degrada rapid materiale mai fragile, cum ar fi cele întâlnite în timpul producției de oțel, petrochimie și ceramică, unde compușii chimici sunt frecvent utilizați ca materii prime sau catalizatori pentru a ajuta la funcționarea produselor. Această proprietate face ca policarbonatul să fie deosebit de potrivit pentru lucrul fiabil în aceste condiții.

Ceramica din carbură de siliciu este cunoscută ca fiind extrem de durabilă, având un modul Young mai mare decât majoritatea materialelor ceramice pentru a rezista la șocuri care, în caz contrar, ar putea fractura sau fisura materiale de calitate inferioară, oferind protecție împotriva fracturilor sau fisurilor de la impacturi care ar fisura materiale de calitate inferioară, cum ar fi morile, polizoarele, expandatoarele sau extruderele. Datorită acestei proprietăți, a devenit o utilizare obișnuită în mori, polizoare, expandatoare sau extrudere, unde ar putea apărea deteriorări cauzate de uzură și rupere.

Carbura de siliciu ca ceramică industrială poate rezista la condiții de mediu dure, cum ar fi temperaturi extreme, coroziune chimică și abraziuni. În plus, această ceramică extrem de durabilă are capacitatea de a rezista la niveluri ridicate de stres mecanic, suportând presiuni de până la 240 MPa și, respectiv, 10 GPa rezistență la tracțiune.

Ca și alte ceramici tehnice, carbura de siliciu prezintă un coeficient de dilatare termică (CTE) extrem de scăzut, ceea ce îi permite să își mențină structura atunci când este expusă la fluctuații de temperatură. Această caracteristică face ca carbura de siliciu să fie esențială în aplicațiile cu semiconductori în care nivelurile ridicate de putere trebuie să funcționeze în condiții de schimbări intense de temperatură. În plus, carbura de siliciu prezintă o rezistență mecanică excepțională - modulul Young de peste 400 MPa asigură o bună stabilitate dimensională.

Proprietăți termice

Carbura de siliciu este un material extrem de puternic și flexibil, capabil să reziste la temperaturi extreme și este inert din punct de vedere chimic și neinflamabil, ceea ce îl face materialul ideal pentru condiții dificile precum imprimarea 3D, producția balistică, tehnologia energetică sau fabricarea hârtiei. În plus, carbura de siliciu are niveluri scăzute de toxicitate toxicologică și, prin urmare, este potrivită pentru multe aplicații în care metalele nu ar funcționa altfel.

Carbura de siliciu CTE oferă proprietăți termice excelente pentru utilizarea în aplicații la temperaturi ridicate, inclusiv semiconductori și dispozitive electronice. Stabilitatea sa excelentă la temperatură ajută la prevenirea degradării datorate punctelor fierbinți din dispozitive, în timp ce expansiunea sa termică scăzută rezistă la schimbări mari fără a supune conexiunile la stres sau a se fisura - rezultând o performanță fiabilă la temperaturi ridicate. SiC are un coeficient de dilatare termică (CTE) semnificativ mai scăzut, ceea ce îl face mai fiabil decât materialele metalice la suportarea unor astfel de solicitări.

Metodele istorice de producere a carburii de siliciu presupuneau încălzirea unui amestec de argilă (silicat de aluminiu) și cocs pudră într-un vas de fier, Edward Goodrich Acheson fiind cel care a produs cantități mari în 1891; produsul său a devenit cunoscut sub numele de carborundum. Cu toate acestea, în prezent, producția sa poate implica și dizolvarea carbonului în siliciu lichid sau topirea carburii de calciu și a siliciului sau utilizarea cuptoarelor electrice pentru reducerea siliciului cu carbon.

Carbura de siliciu este un conductor de căldură remarcabil, cu o conductivitate termică de aproximativ două ori mai mare decât cea a cuprului pur, rate scăzute de dilatare termică și este rezistentă la șocuri termice.

Carbura de siliciu este un material refractar popular datorită rezistenței, rigidității și proprietăților sale termice; ocupă locul nouă pe scara Mohs de duritate, deasupra aluminei, dar sub diamant. Datorită acestei versatilități, este o alegere excelentă pentru oglinzile telescoapelor astronomice.

Proprietățile termice ale carburii de siliciu poroase pot fi îmbunătățite prin adăugarea de aditivi, cum ar fi borul sau magneziul, îmbunătățind refractabilitatea și modulul de elasticitate pentru a crește performanța în medii solicitante.

Proprietăți chimice

Carbura de siliciu (SiC), denumită în mod obișnuit carborundum, este unul dintre principalele materiale ceramice industriale. Produs sintetic pentru prima dată de Edward Acheson în 1891 și una dintre cele mai dure substanțe de pe pământ - a doua după diamant pe scara de duritate Mohs - SiC este foarte rezistent la coroziune și abraziune și oferă o rezistență excepțională la șocurile termice - calități care îl fac neprețuit ca parte a echipamentelor industriale și militare.

SiC este un material inert compus din legături puternice între atomii de carbon și de siliciu, ceea ce îi conferă o duritate, o rezistență mecanică, puncte de topire și de fierbere ridicate, densitate scăzută și conductivitate termică extraordinare. Inerția chimică ridicată a SiC îi permite să reziste la coroziunea provocată de săruri, acizi, alcalii și zgură, rămânând în același timp neafectat de aer sau abur în condiții normale - deși oxidarea rapidă se poate produce rapid atunci când este expus la medii acide sau încălzit la temperaturi ridicate.

SiC are multe proprietăți chimice variate care depind de structura și compoziția sa cristalografică. Diferitele politipuri, sau forme cristaline de SiC, prezintă proprietăți semiconductoare diferite în funcție de structură și orientare în cadrul unei structuri de rețea - de exemplu, SiC 6H prezintă o mobilitate electronică semnificativ mai mare în comparație cu formele 3C și 4H ale materialului.

Carbura de siliciu are proprietăți fizice și chimice impresionante care o fac un material superior pentru utilizarea în reactoarele nucleare, inclusiv faptul că este nereactivă, cu secțiuni transversale neutronice scăzute și rezistență excelentă la deteriorarea cauzată de radiații. Ca atare, carbura de siliciu reprezintă o alegere excelentă de material.

SiC se găsește în natură sub forma unui mineral negru numit moissanite, care poate fi găsit în cantități foarte limitate doar în depozitele de corindon și în conductele de kimberlite, deși poate fi sintetizat artificial în laboratoare. Cea mai mare parte a moissanitei naturale este extrasă la Diablo Canyon, în Arizona, unde este utilizată pentru fabricarea diamantelor sintetice - deși alte surse includ meteoriți și gresie. Majoritatea SiC vândut la nivel mondial este produs sintetic pentru a fi utilizat ca abraziv, aditiv pentru oțel, componentă ceramică structurală sau componentă electronică semiconductoare - cu toate acestea, cel mai frecvent vândut la nivel mondial este produs sintetic folosind componente și aplicații electronice semiconductoare.

Proprietăți electrice

Carbura de siliciu, în forma sa cristalină, este un semiconductor cu bandă largă de energie, cu un profil atractiv de proprietăți inerente, inclusiv un câmp de rupere electrică excepțional de ridicat și o viteză de saturație rapidă pentru purtătorii de sarcină. În plus, carbura de siliciu are o conductivitate termică de trei ori mai mare decât Si și este inertă față de substanțele chimice, ceea ce o face o alegere excelentă de material pentru utilizarea în aplicații electrice și optoelectronice.

Proprietățile versatile ale carburii de siliciu fac din aceasta o componentă cheie în aplicațiile tehnologice și industriale moderne care necesită stabilitate, eficiență și rezistență. Capacitatea sa de a rezista la temperaturi extreme și, în același timp, la reacții chimice îl face o componentă neprețuită în sistemele avansate care funcționează în condiții extreme.

Carbura de siliciu are o structură cristalină neobișnuită, caracterizată prin legături chimice puternice între atomii de carbon și de siliciu, ceea ce îi conferă duritate, inerție chimică, stabilitate termică și conductivitate termică care o fac potrivită pentru medii extreme.

SiC se deosebește de multe alte materiale ceramice prin faptul că nu suferă pierderi de rezistență la o gamă largă de temperaturi și rămâne intact chiar și în condiții de mediu dure. În plus, este inert la acizi și substanțe chimice care se găsesc în mediul său, ceea ce reduce potențialul de deteriorare a componentelor mecanice sau a mediilor supuse unor condiții de mediu intense.

Din punct de vedere chimic, cea mai distinctivă proprietate a ceramicii este insolubilitatea sa în apă și alcool - această caracteristică o diferențiază de materialele ceramice obișnuite, precum și de unele metale și demonstrează rezistența sa în medii chimice dure.

Carbura de siliciu se remarcă prin coeficientul scăzut de dilatare termică și rezistența excepțională la temperaturi ridicate, ceea ce o face ideală pentru aplicații solicitante și medii high-tech. În plus, insolubilitatea sa îl face o alegere inteligentă în condiții de presiune ridicată, unde alte materiale s-ar eroda sau degrada în timp.

Carbura de siliciu are numeroase aplicații în tehnologia etanșării dinamice, cum ar fi rulmenții de fricțiune și etanșările mecanice utilizate pentru pompe și sisteme de acționare. În plus, carbura de siliciu poate fi găsită și în tehnologia balistică, tehnologia energetică, procesele de fabricare a hârtiei și ca o componentă în sistemele de conducte. În plus, acest material reprezintă o alegere atractivă pentru imprimarea 3D datorită duratei sale excepționale de viață a sculei în condiții de presiune ridicată la cald.