Vzorec karbidu kremíka

Karbid kremíka (SiC) je mimoriadne tvrdá kryštalická zlúčenina kremíka a uhlíka, ktorá sa v prírode vyskytuje ako moissanit a má polovodičové vlastnosti. Priemyselne vyrábaný prášok sa dá použiť pri brúsení a rezaní.

Edward Acheson prvýkrát umelo syntetizoval syntetický moissanit v roku 1891, pričom využil elektrické teplo z elektrárne na spojenie oxidu kremičitého s uhlíkom, čím vznikli malé čierne kryštály známe ako syntetický moissanit.

Redukcia oxidu kremičitého s nadbytkom uhlíka

Karbid kremíka je tvrdý, krehký materiál pozostávajúci z hustých štruktúr uhlíka a kremíka, ktoré sú kovalentne viazané. Je mimoriadne pevný a vyznačuje sa mimoriadne vysokou teplotou topenia, čo mu zabezpečuje odolnosť voči tepelným šokom. Karbid kremíka sa využíva v rôznych priemyselných aplikáciách, vrátane žiaruvzdorných materiálov; okrem toho je vynikajúcim izolantom a reguláciou obsahu nečistôt sa z neho dajú vyrábať aj polovodiče.

Edward Acheson prvýkrát syntetizoval umelý diamant v roku 1891 zahrievaním zmesi čistého kremičitého kremeňového piesku a jemne mletého ropného koksu v elektrickej peci, čím vznikli malé čierne kryštály s tvrdosťou porovnateľnou s diamantom. Tento postup sa stal známy ako Achesonova metóda.

Achesonova metóda ponúka viacero výhod, medzi ktoré patria nízke výrobné náklady a jednoduché postupy. Okrem toho je tento proces vhodný pre výrobu vo veľkom meradle; nevýhodou je však prášok, ktorý vzniká počas reakcie: často sa dosahuje nedostatočná čistota.

Lúče CO₂ lasera sa ukázali ako účinná alternatíva k bežnej pyrolýze pri urýchľovaní redukčných reakcií, pričom oveľa kratšie doby pôsobenia zabezpečujú úplnú interakciu medzi kremíkom a uhlíkovými zlúčeninami a zabraňujú zlučovaniu vzniknutých častíc.

Redukcia oxidu kremičitého s nadbytkom kyslíka

Karbid kremíka je anorganická zlúčenina pozostávajúca z kremíka a uhlíka, ktoré sú navzájom spojené do kryštálovej mriežky, a vyznačuje sa tvrdosťou 9 podľa Mohsovej stupnice. Tento tvrdý, chemicky inertný materiál našiel široké uplatnenie ako brúsivo v modernej klenotníckej výrobe a ako súčasť moderných klenotníckych súprav vďaka svojej odolnosti; okrem toho je tiež neoddeliteľnou súčasťou tryskacích zmesí, brúsiv, tryskacích prostriedkov a brúsnych zmesí.

Karbid kremíka (SiC) sa vyrába karbotermickou redukciou oxidu kremičitého. Tento proces spočíva v naplnení elektrickej odporovej pece zmesou kremičitého piesku a ropného koksu, na ktorú sa privádza elektrický prúd; pri pôsobení prúdu reaguje uhlík v kokse s kremíkom v piesku za vzniku SiC a oxidu uhoľnatého, ktoré sa následne rozomelú na prášok alebo do hmotnej formy na ďalšie spracovanie.

Polovodiče, ako je grafen, sú polokovové zlúčeniny s kovovou vodivosťou, ktoré možno dopovať rôznymi prvkami, ako je dusík, hliník alebo bór, s cieľom zmeniť ich vodivosť; alebo pre špecifické polovodičové použitia sa používajú dopanty na báze galia, berýlia alebo bóru – ako dopanty typu n; a pre dopovanie typu p sa používajú dopanty z galíja, berýlia alebo bóru, čím vznikajú polovodiče. Je možné vyrobiť viacero foriem alebo polytypov – teplota sublimácie 2700 °C s hustotou 3,21 g/cm³, vďaka čomu je táto látka počas svojej dlhej histórie používania vysoko stabilná!

Kyselina ortokremičitá je tiež rozpustná vo vode a ľahko sa vstrebáva cez kožu do krvného obehu, kde prináša viacero zdravotných prínosov, vrátane udržiavania správnej hustoty kostí a stimulácie tvorby kolagénu, ako aj potláčania oxidačného poškodenia pečene, obličiek a čriev.

Redukcia oxidu kremičitého s nadbytkom dusíka

Kremík, alebo oxid kremičitý, je jedným z dvoch najhojnejších prvkov v zemskej kôre a nachádza sa predovšetkým v piesku. Okrem toho sa kremík viaže s kyslíkom a inými prvkami a vytvára silikáty – ktoré tvoria väčšinu magmatických, usadených a metamorfovaných hornín na celom svete – a široko sa využíva pri výrobe skla a v potravinárstve. Hoci americký Úrad pre kontrolu potravín a liečiv (FDA) stanovil obmedzenia týkajúce sa denného príjmu tejto látky, existuje len málo dôkazov, ktoré by naznačovali, že konzumácia kremíka v kryštalickej forme predstavuje akékoľvek zdravotné riziko.

Karbid kremíka (SiC) je mimoriadne tvrdá, synteticky vyrábaná kryštalická zlúčenina pozostávajúca z kremíka a uhlíka. Ako polovodičový materiál so širokou šírkou zakázaného pásma priniesol revolúciu do oblasti výkonovej elektroniky vďaka svojej vysokej tvrdosti 9 podľa Mohsovej stupnice, ktorá sa takmer vyrovná tvrdosti diamantu, vynikajúcu tepelnú vodivosť, nízku mieru tepelnej rozťažnosti, odolnosť voči chemickým vplyvom, ako aj odolnosť proti opotrebeniu – je ideálny na použitie ako výstelka pecí alebo žiaruvzdorná výstelka čerpadiel, alebo ako substrát pre svetelné diódy.

Tvrdosť karbidu kremíka vyplýva z jeho silnej kovalentnej väzby medzi atómami kremíka a uhlíka. Sú navzájom spojené v dvoch primárnych koordinačných tetraedrických štruktúrach, z ktorých každá pozostáva zo štyroch atómov kremíka a štyroch atómov uhlíka na vrstvu s hybridnými sp3 orbitálmi, ktoré zdieľajú hybridné orbitálne hladiny; tieto štruktúry môžu byť usporiadané v rôznych sekvenciách stohovania, čo vedie k vzniku polytypov karbidu kremíka.

Redukcia oxidu kremičitého s nadbytkom draslíka

Karbid kremíka, synteticky vyrábaná kryštalická zlúčenina kremíka a uhlíka, sa od svojho objavenia na konci 19. storočia využíva v brúsnych materiáloch, rezných nástrojoch, žiaruvzdorných výstelkách priemyselných pecí, v polovodičovej elektronike a v mnohých ďalších oblastiach. Na Mohsovej stupnici má tvrdosť 9, vyznačuje sa vynikajúcou odolnosťou proti korózii, dobrou tepelnou vodivosťou a nízkou rozťažnosťou; odolnosť voči kyselinám a zásadám vo väčšine koncentrácií v kombinácii s dobrými tepelnými vlastnosťami a vynikajúcimi elektrickými izolačnými vlastnosťami robia z karbidu kremíka nenahraditeľný materiál.

Kryštalický karbid kremíka má tetraedrickú kryštálovú štruktúru zloženú zo štyroch atómov kremíka a štyroch atómov uhlíka, ktoré sú navzájom kovalentne viazané; tieto formy sa nazývajú polytypy, pričom každý polytyp má odlišnú dvojrozmernú kryštálovú štruktúru a môže byť sfarbený pridaním nečistôt. Dopovanie hliníkom, bórom, gáliom alebo dusíkom mu umožňuje nadobudnúť vlastnosti elektrického izolantu alebo polovodiča v závislosti od toho, ktorý prvok (prvky) sa pridá na účely dopovania.

Draslík (K) je prvok, ktorý sa vo veľkom množstve vyskytuje v celej zemskej kôre a je po kyslíku druhou najhojnejšou minerálnou živinou pre rastliny. Draslík zohráva kľúčovú úlohu pri syntéze bielkovín a iných životne dôležitých molekúl, ako aj pri podpore rastu a vývoja rastlín, a je nevyhnutnou stopovou živinou v ľudskej strave; vdychovanie kryštalického kremíka môže predstavovať zdravotné riziko; preto Národný inštitút pre bezpečnosť a ochranu zdravia pri práci odporúča, aby sa expozícia čo najviac obmedzila pod úroveň vdychovateľných častíc, najmä v kombinácii s inými chemikáliami.