Карбид кремния (SiC) - это исключительно твердое кристаллическое соединение кремния и углерода, встречающееся в природе в виде муассанита и обладающее полупроводниковыми свойствами. Промышленно производимый порошок может использоваться в абразивных операциях шлифования и резки.
Эдвард Ачесон впервые синтезировал синтетический муассанит искусственным путем в 1891 году, используя электрическое тепло от электростанции для соединения кремнезема с углеродом, в результате чего получились небольшие черные кристаллы, известные как синтетический муассанит.
Восстановление кремнезема избытком углерода
Карбид кремния - это твердый, хрупкий материал, состоящий из плотно упакованных структур углерода и кремния, ковалентно связанных между собой. Он чрезвычайно прочен и обладает чрезвычайно высокой температурой плавления, что обеспечивает устойчивость к тепловым ударам. Карбид кремния используется в различных отраслях промышленности, в том числе в огнеупорах; кроме того, он является отличным изолятором и может быть превращен в полупроводник путем контроля уровня примесей.
Эдвард Ачесон впервые синтезировал искусственный алмаз в 1891 году путем нагревания смеси чистого кварцевого песка и тонко измельченного нефтяного кокса в электрической печи, в результате чего были получены небольшие черные кристаллы, по твердости сравнимые с алмазом. Этот метод стал известен как метод Ачесона.
Метод Ачесона обладает рядом преимуществ, включая низкие производственные затраты и простые процедуры. Кроме того, этот процесс подходит для крупномасштабного производства; однако один недостаток заключается в порошке, образующемся в процессе реакции: часто достигается низкий уровень чистоты.
Лазерные лучи CO2 оказались эффективной альтернативой традиционному пиролизу для стимулирования восстановительных реакций, при этом гораздо более короткое время воздействия обеспечивает полное взаимодействие между соединениями кремния и углерода и позволяет избежать коалесценции образующихся частиц.
Восстановление диоксида кремния избытком кислорода
Карбид кремния - это неорганическое соединение, состоящее из кремния и углерода, соединенных в кристаллическую решетку, и имеющее твердость по шкале Мооса, равную 9. Этот твердый, химически инертный материал благодаря своей прочности нашел широкое применение в качестве абразива в современных гранильных работах и в составе современных гранильных наборов; кроме того, он является неотъемлемым компонентом абразивных составов, абразивов, абразивных веществ и шлифовальных составов.
Карбид кремния (SiC) производится путем карботермического восстановления кремнезема. При этом смесь кварцевого песка и нефтяного кокса помещается в электрическую печь сопротивления, куда подается ток; при подаче тока углерод в коксе реагирует с кремнием в песке, образуя SiC и угарный газ, которые затем измельчаются в порошок или массу для дальнейшей обработки.
Полупроводники, такие как графен, представляют собой полуметаллические соединения с металлической проводимостью, которые могут быть легированы различными элементами, такими как азот, алюминий или бор, для изменения их проводимости; или для специфического использования в полупроводниках с помощью легирующих элементов галлия, бериллия или бора - в качестве легирующих элементов n-типа; и для легирования p-типа для образования полупроводников с помощью легирующих элементов галлия, бериллия или бора, чтобы стать полупроводниками. Возможно получение нескольких форм или политипов - температура сублимации 2700 градусов Цельсия, плотность 3,21 г см-3, что делает это вещество очень стабильным на протяжении долгой истории его использования!
Ортокремниевая кислота также растворима в воде и легко впитывается через кожу в кровоток, где она обеспечивает многочисленные полезные свойства, включая поддержание надлежащей плотности костей и стимулирование выработки коллагена, а также препятствует окислительному повреждению печени, почек и кишечника.
Восстановление диоксида кремния избытком азота
Кремнезем, или диоксид кремния, - один из двух наиболее распространенных элементов в земной коре, который содержится в основном в песке. Кроме того, кремнезем соединяется с кислородом и другими элементами, образуя силикаты, из которых состоит большинство магматических, осадочных и метаморфических пород по всему миру, и широко используется в стекловарении и пищевых целях. Хотя Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) установило ограничения на количество этого вещества, которое можно употреблять в день, мало что говорит о том, что употребление кремнезема в кристаллической форме представляет какую-либо опасность для здоровья.
Карбид кремния (SiC) - это исключительно твердое, синтетически полученное кристаллическое соединение, состоящее из кремния и углерода. Являясь полупроводниковым материалом с широкой полосой пропускания, он произвел революцию в силовой электронике благодаря высокой твердости по шкале Мооса - 9, почти соответствующей твердости алмаза, отличной теплопроводности, низким показателям теплового расширения, устойчивости к химическому воздействию, а также износостойкости - идеальное решение для использования в качестве футеровки печей, огнеупорной футеровки насосов или подложки для светоизлучающих диодов.
Твердость карбида кремния обусловлена прочной ковалентной связью между атомами кремния и углерода. Они связаны между собой в две первичные координационные тетраэдрические структуры, состоящие из четырех атомов кремния и четырех атомов углерода на слой с гибридными орбиталями sp3, разделяющими гибридные орбитальные уровни; эти структуры могут быть расположены в различных последовательностях, что приводит к появлению политипов карбида кремния.
Восстановление диоксида кремния избытком калия
Карбид кремния, синтетически полученное кристаллическое соединение кремния и углерода, с момента его открытия в конце XIX века используется для изготовления абразивов, режущих инструментов, огнеупорной футеровки промышленных печей, полупроводниковой электроники и многого другого. Карбид кремния имеет 9 баллов по шкале Мооса и обладает выдающимися антикоррозийными свойствами, хорошей теплопроводностью и низким расширением; устойчив к воздействию кислот и щелочей в большинстве концентраций, имеет хорошие теплопроводные свойства, а также отличные электроизоляционные свойства, что делает карбид кремния незаменимым материалом.
Кристаллический карбид кремния имеет тетраэдрическую кристаллическую структуру, состоящую из четырех атомов кремния и четырех атомов углерода, ковалентно связанных между собой ковалентными связями, известными как политипы, причем каждый политип имеет четкую двумерную кристаллическую структуру и может быть окрашен путем добавления примесей. Легирование алюминием, бором, галлием или азотом позволяет ему приобретать свойства электроизолятора или полупроводника в зависимости от того, какой элемент (элементы) добавляется для легирования.
Калий (K) - распространенный элемент, встречающийся в земной коре, и второе по распространенности минеральное питательное вещество для растительного мира после кислорода. Калий играет важную роль в синтезе белков и других жизненно важных молекул, а также поддерживает рост и развитие растений и является одним из важнейших микроэлементов в рационе питания человека. Вдыхание кристаллического кремния может представлять опасность для здоровья, поэтому Национальный институт охраны труда и здоровья рекомендует по возможности не допускать воздействия ниже респирабельных уровней, особенно в сочетании с другими химическими веществами.