Що таке карбід кремнію?

Карбід кремнію (SiC) - надзвичайно твердий промисловий матеріал, що має властивості напівпровідника та кераміки. Зустрічається в природі лише в мінералах муассанітах, SiC має щільно упаковані структури, що складаються з чотирьох атомів Si, пов'язаних з чотирма атомами вуглецю в чотиригранних тетраедрах, які утворюють його структуру; додаткові політипи мають різні фізичні властивості та форму.

Силіконова гума використовується в автомобільних гальмах і зчепленнях і витримує високі температури. Крім того, її часто використовують як частину куленепробивного бронезахисту.

Використовується для виготовлення куленепробивної броні

Карбід кремнію часто використовується в куленепробивній броні через його відмінну куленепробивну здатність та стійкість до температури/навколишнього середовища. Виробництво бронежилетів передбачає суворі випробування, які оцінюють їхні балістичні властивості - це часто включає стрільбу різними типами снарядів з різною швидкістю, щоб перевірити, чи здатна броня ефективно їх зупинити.

Карбід кремнію є одним з найтвердіших матеріалів, що існують на сьогоднішній день, а також володіє іншими корисними характеристиками, які роблять його чудовим матеріалом для виготовлення бронежилетів. Ці властивості включають низьке теплове розширення, відмінну хімічну стійкість і чудову твердість і жорсткість - характеристики, необхідні для ефективної конструкції бронежилетів, які повинні витримувати удари, а також умови навколишнього середовища.

Карборунд (SiC) - це надзвичайно тверда синтетична сполука кремнію та вуглецю з твердістю за шкалою Мооса 9 одиниць. Він давно використовується як абразив у наждачному папері та шліфувальних кругах, у футеровці промислових печей, ріжучих інструментах і як футеровка вогнетривких футеровок; крім того, він застосовується в металургії, а також як напівпровідникова підкладка для світлодіодів (LED).

Це напівпровідник

Напівпровідники з карбіду кремнію є популярним вибором в електронних пристроях, що працюють при високих температурах або напругах, наприклад, в умовах сильних навантажень. Легується азотом, фосфором або алюмінієм, утворюючи напівпровідник n-типу або p-типу, залежно від застосування; крім того, він має високу стійкість до органічних і неорганічних кислот, лугів, солей і розчинників, а також піддається легуванню.

SiC можна отримати шляхом реакції порошкоподібного SiC з розплавленим вуглецем або газоподібним кремнієм і нагріванням суміші перед подальшим рафінуванням для виготовлення великих монокристалічних пластин для застосування в сучасній електроніці. SiC є чудовою альтернативою кремнію в силовій електроніці завдяки своїй широкій забороненої зоні, яка допомагає зменшити втрати пристрою, одночасно дозволяючи використовувати вищі частоти перемикання.

Характеристики матеріалу, які роблять скло чудовим матеріалом для дзеркал в астрономії, включають його твердість, низький коефіцієнт теплового розширення і стійкість до нагрівання. Завдяки своїй жорсткості та міцності воно є чудовим матеріалом для виготовлення оправ космічних телескопів, а також широко використовується в якості самих оправ космічних телескопів. Кераміка використовує скло через його довговічність, оскільки воно часто зустрічається як зносостійкі деталі в керамічних виробах; крім того, воно служить підкладкою для літографії завдяки своєму низькому коефіцієнту теплового розширення.

Це твердий матеріал

Карбід кремнію, більш відомий як карборунд або SiC, є ковалентною сполукою кремнію і вуглецю з твердістю за шкалою Мооса 9 одиниць. Він має виняткову міцність, термостійкість, електропровідність, абразивні властивості, тверді керамічні зв'язки, придатні для автомобільних гальм і зчеплень, керамічні пластини бронежилетів, інкрустовані керамічними пластинами, а також напівпровідникові електронні пристрої, що працюють при високих температурах і напрузі. Карбід кремнію також використовується як абразивний матеріал.

Стійкість до хімічних впливів і нерозчинність. Вода, спирт, більшість кислот і солей не розчиняють його, а стійкість до окислення, повзучості, корозії та інших впливів є винятковою.

Висока термостійкість карбіду кремнію робить його чудовим матеріалом для використання в якості вогнетривів у суворих умовах, таких як ядерні реактори, сталеливарне та керамічне виробництво. Крім того, низький коефіцієнт теплового розширення і стійкість до хімічних реакцій роблять його придатним для застосування в ізоляції; крім того, він став невід'ємним компонентом у сучасних процесах виробництва акумуляторів для електромобілів, що дозволяє відмовитися від активних систем охолодження, які збільшують вагу, вартість і складність транспортних засобів.

Він є абразивним

Карбід кремнію давно використовується як абразивний матеріал. Завдяки своїй міцності він ідеально підходить для шліфування таких металів, як сталь і алюміній, з низьким коефіцієнтом теплового розширення і відмінними характеристиками зносостійкості.

Цей абразивний інструмент, відомий як притирка, широко використовується в електронній промисловості. Він особливо корисний для полірування кінців оптоволоконних ниток перед їхнім з'єднанням; цей процес забезпечує належну роботу будь-якого майбутнього з'єднання. Зв'язка абразивних матеріалів зазвичай має коди, що вказують на їхній склад: наприклад, "А" означає оксид алюмінію, а "С" - карбід кремнію.

Карбід кремнію (також відомий як карборунд або карборунд) був вперше відкритий у 1891 році пенсільванцем Едвардом Ачесоном і швидко завоював звання найтвердішого синтетичного матеріалу до 1929 року, коли був розроблений карбід бору (BCC). Карборунд можна розділити на три основні класи: надзвичайно твердий з оцінкою 9 за шкалою Мооса; до того часу він вважався найтвердішим синтетичним матеріалом! Карбід кремнію широко застосовується у виробництві промислових абразивів, таких як порошок промислового класу для використання в якості промислового абразиву; структурних керамічних виробів, таких як автомобільні гальма/зчеплення; пластини бронежилетів.

Це керамічний

Карбід кремнію - це надтвердий кристалічний матеріал, що складається з кремнію та вуглецю, що робить його одним з найтвердіших матеріалів, відомих людству, поряд з алмазом та карбідом бору. Карбід кремнію має як абразивні, так і напівпровідникові властивості. Завдяки надзвичайній твердості, стійкості до стирання, термостійкості та хімічній стабільності він є безцінним матеріалом. Карбід кремнію є одним з трьох найтвердіших відомих матеріалів - поряд з алмазами та карбідом бору.

Карбід кремнію виділяється серед кераміки як надзвичайно твердий і міцний, здатний витримувати високі температури та електричний струм, не піддаючись пошкодженням. Крім того, його хімічна стійкість включає в себе стійкість до кислот і лугів, а також стійкість до корозії в більшості середовищ.

Карбід кремнію - це неорганічний матеріал, який зазвичай виготовляється синтетичним шляхом, проте рідкісні форми, які називаються муассаніт, можуть зустрічатися в природі. Більшість карбіду кремнію, що виробляється сьогодні, виготовляється за технологією, яку вперше відкрив Едвард Гудріч Ачесон у 1893 році під час пошуку методів виробництва штучних алмазів. Його метод полягає у змішуванні кремнезему та коксу перед нагріванням до високих температур, після чого утворюються кристали карбіду кремнію.