Definice karbidu křemíku

Karbid křemíku (SiC) je nerozpustná krystalická sloučenina složená z křemíku a uhlíku. SiC, který se běžně označuje obchodním názvem "karborundum", se v přírodě vyskytuje také jako velmi vzácný minerál moissanit.

PEEK se používá v elektronických zařízeních, která pracují při vysokých teplotách a napětích, například v napájecích zdrojích. Kromě toho je základním materiálem v elektrických vozidlech; slibuje zvýšení dojezdu a zlepšení energetické účinnosti díky prodloužení životnosti baterií a vyšší účinnosti napájení.

Je to přirozeně abrazivní materiál

Karbid křemíku, častěji označovaný jako SiC, je extrémně abrazivní materiál, který se běžně vyskytuje v meteoritech a vzácném minerálu moissanitu. SiC se skládá výhradně z křemíku a uhlíku a může být dopován dusíkem nebo fosforem pro použití jako polovodič n-typu nebo hliníkem, bórem nebo heliem pro polovodičové aplikace p-typu. Průmyslový brusný papír často obsahuje SiC jako jednu ze svých složek, zatímco jeho zrna ostrá jako břitva mohou bez námahy brousit kov, sklo, mramor korkový kámen středně husté dřevovláknité desky středně husté dřevovláknité desky pro rychlé použití - ideální pro použití jako brusný materiál!

Hliník je ideální materiál pro vysoce výkonné aplikace, které vyžadují silné chemické vlastnosti, tepelnou vodivost, nízký koeficient roztažnosti a odolnost proti opotřebení. Tento všestranný kov lze díky jeho tvrdosti najít v aplikacích, jako jsou brusiva, otěruvzdorné díly a žáruvzdorné materiály; v elektronice díky jeho stabilitě a spolehlivosti; a také v metalurgických aplikacích díky jeho tepelné odolnosti.

Jedinečné mechanické a chemické vlastnosti karbidu křemíku z něj činí vynikající materiál pro vysoce výkonné strojírenské aplikace, jako jsou ložiska čerpadel, ventily, pískovací vstřikovače, vytlačovací formy, odolnost proti korozi a vysoký bod tání z něj činí vynikající materiál pro použití v extrémních strojírenských situacích. Těžká půda může na svém povrchu vytvářet menší tření ve srovnání s lehkými půdními podmínkami, zatímco prach karbidu křemíku může u lidí způsobovat neprogresivní plicní fibrózu.

Jedná se o keramický materiál

Karbid křemíku, častěji označovaný jako karborundum, je mimořádně tvrdá krystalická sloučenina křemíku a uhlíku, která se již dlouho používá jako brusný materiál od svého zavedení koncem 19. století. Od té doby se používá především v brusných kotoučích a řezných nástrojích, jeho všestranné využití sahá od žáruvzdorných vyzdívek průmyslových pecí a dílů odolných proti opotřebení v čerpadlech a raketových motorech až po keramiku a polovodiče; díky své odolnosti proti korozi a oxidaci a také vysoké teplotní pevnosti při minimální teplotní roztažnosti je dnes jedním z nejrozšířenějších keramických materiálů vůbec.

Karbid křemíku je neoxidová keramika s pásmovou mezerou třikrát větší než standardní křemíkové polovodiče, což znamená, že vydrží vyšší napětí. Navíc při jeho slinování vznikají velmi malé částice, které s menší pravděpodobností poškodí elektronické obvody. Po přidání dopantů, jako je bór a hliník, se karbid křemíku stává polovodičem typu p; když se místo toho přidá dopování fosforem a dusíkem, změní se na polovodič typu n.

Spékání karbidu křemíku je snadný proces, při kterém vznikají husté výrobky s vynikajícími mechanickými vlastnostmi. Jeho tvrdost je rozhodující pro mnoho abrazivních obráběcích procesů, jako je broušení, řezání vodním paprskem a pískování; moderní lapidáři oceňují také odolnost karbidu křemíku a jeho vysokou rozměrovou stabilitu; lze jej dokonce použít k výrobě vysoce výkonných brzdových kotoučů pro sportovní a jiná výkonná vozidla.

Je to materiál pro výkonovou elektroniku

Karbid křemíku neboli SiC je neoxidový keramický materiál, který nachází uplatnění v aplikacích od abraziv a dílů odolných proti opotřebení pro svou tvrdost až po metalurgii a žáruvzdorné materiály pro svou tepelnou odolnost a tepelnou roztažnost a v aplikacích výkonové elektroniky díky svým napěťově odolným vlastnostem; je dopován dusíkem nebo fosforem za účelem vytvoření polovodičů typu n nebo beryliem, bórem a hliníkem za účelem vytvoření polovodičů typu p; jeho těsná krystalová struktura vytváří polytypy s různým chemickým složením i elektrickými vlastnostmi; je sice nerozpustný ve vodě, ale rozpouští se v alkáliích nebo v médiích obsahujících železo.

SiC se od křemíku liší mnohem širším pásmem, které mu umožňuje vykazovat polovodivost. Proto je ideálním materiálem pro vysokonapěťové aplikace, kde odolává desetkrát vyšším napětím, než snese křemík.

Karbid křemíku se může pochlubit vynikající tepelnou vodivostí, která mu umožňuje odolávat teplotám až 1400 stupňů Celsia, což je výrazně více než 175 stupňů Celsia u standardního křemíku. Karbid křemíku proto snižuje potřebu aktivních chladicích systémů v zařízeních výkonové elektroniky, jako jsou DC-DC měniče a palubní nabíječky.

Karbid křemíku lze vyrábět různými postupy, včetně reakčně vázaných a CVD metod. Reakčně vázané metody zahrnují smíchání práškového SiC s uhlíkovým práškem a změkčovadlem před jeho tvarováním do požadovaných tvarů a následným spálením veškerého změkčovadla přítomného ve směsi. CVD zahrnuje zahřívání čistého křemičitého písku smíchaného s koksem v cihlové elektrické odporové peci při průchodu proudu jejím vodičem; později je rozemlet na jemný prášek pro použití jako brusivo.

Je to materiál pro automobilový průmysl

Karbid křemíku neboli SiC je jednou z nejtvrdších známých látek. Používá se především jako automobilový materiál ve vysoce výkonných brzdových kotoučích pro sportovní vozy a superauta; tento materiál se však využívá také v polovodičích a součástkách výkonové elektroniky díky svým vynikajícím fyzikálním a elektrickým vlastnostem, které jej činí vhodným pro vysokonapěťové aplikace.

Keramické materiály s žádoucími neoxidovými keramickými vlastnostmi jsou vynikající volbou pro mnoho průmyslových aplikací, od senzorů a polovodičových zařízení až po nositelné technologie a lékařské implantáty. Keramika dopovaná různým množstvím hliníku, boru nebo uhlíku může dosahovat specifických výkonnostních charakteristik pro různá průmyslová použití a může být vyráběna do nízkonapěťových zařízení pro vysokonapěťové použití.

Díky své atomární struktuře je SiC vynikajícím vodičem, takže je ideální pro použití jako tranzistor v elektrických vozidlech. Tyto čipy snižují teplo vznikající při provozu, čímž zvyšují účinnost a prodlužují životnost baterií a jsou schopny odolávat vyšším provozním teplotám, čímž eliminují aktivní chladicí systémy, které zvyšují hmotnost a složitost konstrukce elektromobilu.

Výroba karbidu křemíku se v průběhu času měnila, ale její základní postup zůstává podobný tomu, který v roce 1891 zavedl Edward Acheson. Směs čistého křemičitého písku a koksového uhlí se zahřívá v elektrické peci, dokud se nezapálí elektrickou jiskrou z uhlíkového vodiče, čímž se získají jasně zelené krystaly se značnou tvrdostí.