Densitatea carbură de siliciu

Siliciul este materialul semiconductor cel mai utilizat în electronică, dar banda interzisă îngustă a acestuia limitează aplicațiile în domeniul energiei. Carbura de siliciu (SiC), însă, are benzi interzise mult mai largi, ceea ce îi permite să funcționeze la temperaturi și tensiuni mai ridicate.

SiC este unul dintre cele mai dure materiale, rivalizat doar de diamant și de nitrură de bor cubică în ceea ce privește duritatea. Deși SiC poate fi prelucrat sub formă de semifabricat sau de „biscuit”, pentru a se obține toleranțe stricte, acesta trebuie mai întâi sinterizat complet înainte de a fi prelucrat sau prelucrat în continuare.

Densitatea aparentă

Carbură de siliciu (SiC) este un compus chimic dur, format din siliciu și carbon, care se găsește în natură sub forma pietrei prețioase moissanit; cu toate acestea, este produs mai frecvent în mod sintetic sub formă de pulbere și cristale, fiind utilizat ca abraziv, semiconductor, tăiat în pietre prețioase, în plăci pentru veste antiglonț sau în alte aplicații industriale care necesită o rezistență ridicată.

Carbură de siliciu pură este incoloră; în producția industrială, aceasta capătă nuanța caracteristică de la maro la negru din cauza impurităților de fier. Iridiscența din cristalele de SiC rezultă din efectele de interferență ale peliculei subțiri; culoarea sa poate fi, de asemenea, intensificată prin dopare cu azot sau fosfor ca elemente de tip n și cu beriliu, bor, aluminiu sau galiu ca dopanți de tip p pentru a spori conductivitatea.

Descrierea materialului: WaferCrete® (WC) este un material extrem de dens, cu o structură cristalină care îl face practic imposibil de spart. În plus, porozitatea sa redusă îi permite să reziste la temperaturi ridicate, iar rezistența la compresiune crește cu fiecare amestec cu beton; s-a constatat că prezența sa reduce semnificativ permeabilitatea.

S-a demonstrat că adăugarea atât a WC, cât și a SiC crește semnificativ rezistența la încovoiere a betonului. Analiza ANOVA a confirmat acest efect, întrucât WC este mai rezistent la propagarea fisurilor, deși structura sa cristalină nu este la fel de flexibilă.

Densitatea aparatului

Carbura de siliciu (SiC) este un material sintetic cu proprietăți excelente de rezistență la temperaturi ridicate și de conductivitate termică. Datorită coeficientului său de dilatare termică foarte scăzut, SiC poate fi utilizat în numeroase aplicații exigente; de la abrazivi și aditivi pentru oțel până la doparea cu azot sau fosfor pentru utilizarea ca semiconductor de tip n sau doparea cu beriliu, bor sau aluminiu pentru producția de semiconductori de tip p.

Proprietățile unice ale carburii de siliciu o fac materialul ideal pentru dispozitivele electrice de înaltă tensiune, inclusiv pentru vehiculele electrice care necesită frecvent tensiuni ridicate. Datorită benzii interzise mult mai largi în comparație cu siliciul și conductivității termice superioare, carbură de siliciu permite funcționarea la tensiuni mai ridicate, disipând în același timp căldura mai eficient – calități care o fac deosebit de potrivită ca material pentru bateriile vehiculelor electrice.

Saint-Gobain oferă o gamă de produse ceramice din carbură de siliciu recunoscută la nivel industrial, precum produse multistrat, monostrat și tetraedrice. Aceste materiale ceramice sunt fabricate prin tehnici de lipire prin reacție și sinterizare; microstructura lor determină proprietățile chimice, termomecanice și mecanice ale acestora – cunoștințe pe care le-am aplicat în crearea de soluții destinate multor aplicații exigente.

Densitatea aparentă

Densitatea aparentă a unui material se referă la masa acestuia pe unitate de volum de material solid, plus eventualele spații de aer sau gaz dintre particule, măsurată în kilograme pe metru cub, uncii troy pe picior cub sau alte unități de măsură personalizate. De obicei, se măsoară în cazul pulberilor și al materialelor cu compactare redusă, cum ar fi laptele praf.

Ceramica refractară este unul dintre cele mai versatile cermete industriale, găsind aplicații în numeroase sectoare industriale datorită rezistenței sale superioare la temperaturi ridicate și la șocuri termice. În plus, rezistența sa la coroziune și la uzură o face o alegere excelentă pentru mediile cu temperaturi ridicate.

Incombustibil și inert din punct de vedere chimic, siliciul este insolubil în apă, dar solubil în alcali și soluții de fier. Cu aspectul său caracteristic negru-albăstrui și marginile ascuțite, siliciul are numeroase aplicații în diodele emițătoare de lumină (LED) și în detectoarele radio. Fiind unul dintre componentele unei pietre prețioase sintetice numite moissanit (care a fost dezvoltată după ce NASA a descoperit pentru prima dată utilitatea sa în diodele emițătoare de lumină și în detectoarele radio cu cristal), siliciul conferă, de asemenea, culoarea diodelor emițătoare de lumină și a detectoarelor radio cu cristal.

Probele de SiC comprimate prin metodă rampă au fost testate în diverse condiții de presiune și temperatură, inclusiv în celule cu nicovală de diamant încălzite cu laser (curbele „blue20” și „black18”), precum și prin calcule bazate pe principiile fundamentale (zona umbrită în portocaliu din Tabelul suplimentar 3). Densitățile măsurate și distanțele d ale rețelei cristaline pentru tranziția de la B3 la B1 au fost comparate cu datele experimentale obținute prin încălzirea cu laser a celulelor cu nicovală (curbele blue20 și black18) și cu calculele bazate pe principiile fundamentale (zona umbrită cu portocaliu). Valorile măsurate au prezentat o concordanță excelentă.

Greutatea specifică

Carbură de siliciu (SiC) este unul dintre cele mai ușoare și mai dure materiale ceramice. Datorită benzii interzise largi și conductivității termice ridicate, SiC este ideal pentru aplicații care necesită o rezistență redusă la temperaturi ridicate, fiind în același timp ușor de prelucrat în diverse forme.

SiC este cunoscut pentru rezistența sa extrem de ridicată la uzură, ceea ce îl face ideal pentru utilizarea ca material de căptușeală în camerele pompelor și cicloanele, precum și în rotoarele și buncărele folosite în operațiunile miniere. În plus, duzele motoarelor cu reacție din SiC utilizează frecvent acest material datorită capacității sale de a rezista la temperaturi ridicate, presiuni mari și medii abrazive, fără a suferi daune cauzate de eroziune.

SiC poate fi obținut sub formă de monocristale pentru producerea pietrelor prețioase de tip moissanit, utilizate în ceasuri și veste antiglonț, precum și sub formă de pulbere și granule mari, ca material abraziv. De asemenea, SiC poate fi sinterizat pentru a forma ceramică extrem de durabilă, utilizată ca unelte de tăiere, cum ar fi burghiele.

Expunerea chimică la acest material este inodoră și insipidă, dar poate provoca iritații atât la nivelul pielii, cât și al ochilor. Conform sistemului de clasificare al Agenției Internaționale pentru Cercetarea Cancerului, expunerea poate avea ca rezultat o carcinogenitate probabilă (2a) sau posibilă (2b) la om, simptomele apărând adesea la 15 ani după expunere la animalele de laborator.