keramický karbid křemíku

Konstrukční keramika, známá také jako inženýrská keramika, je třída pokročilé keramiky, která má především mechanické, tepelné, chemické a další účinky materiálů. Strukturní keramika má vlastnosti jako odolnost proti vysokým teplotám, odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi, odolnost proti oxidaci a nízké tečení za vysokých teplot. Dokáží odolávat náročnému pracovnímu prostředí, pro které nejsou kovové materiály a polymerní materiály způsobilé. Jsou široce používány v letectví, strojírenství, automobilovém průmyslu, metalurgii, chemickém průmyslu, elektronice a dalších oborech a staly se třídou keramických materiálů, které se velmi rychle rozvíjejí. mezi strukturní keramiku patří především oxidová keramika, nitridová keramika a karbidová keramika. Níže je představena především karbidkřemičitá keramika. Karbid křemíku, běžně známý jako karborundum, známý také jako karborundum, je typická sloučenina s kovalentní vazbou, která se v přírodě téměř nevyskytuje. Když v roce 1890 chtěli Eword a G. Acheson syntetizovat diamant přidáním křemíku do uhlíku jako katalyzátoru, připravili karbid křemíku. Dnes se stále studuje a vyvíjí.

Karbid křemíku byl původně používán kvůli své mimořádné tvrdosti, ze které lze připravit různé brusné kotouče, brusné tkaniny, brusný papír a různá brusiva, a je široce používán v průmyslu strojního zpracování. Za druhé světové války se zjistilo, že keramický karbid křemíku lze použít také jako redukční činidlo a topné těleso při výrobě oceli, což podpořilo jeho rychlý rozvoj. Dalším výzkumem se zjistilo, že má mnoho vynikajících vlastností, jako je vysoká teplotní stabilita, vysoká tepelná vodivost, odolnost proti korozi kyselinami a zásadami, nízký koeficient roztažnosti a dobrá odolnost proti tepelným šokům.

Existují především dvě krystalové formy karbidu křemíku, a to: kubická β- SIC4 a hexagonální α- SIC。 Základními strukturními jednotkami mřížky karbidu křemíku jsou vzájemně se prostupující tetraedry SIC4 a CSI4. Tetraedry mají společnou hranu a tvoří rovinnou vrstvu, jejíž vrcholy jsou spojeny s další vrstvou tetraedrů a vytvářejí trojrozměrný mechanismus. Protože různé sekvence skládání tetraedrů mohou vytvářet různé struktury, byly dosud nalezeny stovky variant. Obecně se pro znázornění typu mřížky používají stručné a intuitivní symboly, a to písmena C, H, R, a pro znázornění rozdílu se používá počet vrstev obsažených v jednotkové buňce. Ačkoli se mřížkové konstanty těchto polymorfů liší, není v nich zřejmá žádná změna látek. keramický karbid křemíku je typickou valenční sloučeninou, ale existují i některé iontové typy. Podle teoretického výpočtu patří 78% celkové energie vazby SI-C do kovalentního stavu a 22% do iontového stavu. Díky malé velikosti atomů S a C, délce vazby a silné kovalenci má keramika z karbidu křemíku řadu vlastností, jako je vysoká tvrdost, určitá mechanická pevnost a obtížné slinování.

Karbid křemíku je typická stabilní sloučenina vázaná kovalentní vazbou. Kromě toho má nízký koeficient difúze, což ztěžuje jeho zhutnění běžnými metodami spékání. Pro získání husté keramiky z karbidu křemíku je nutné přidat některé pomocné spékací látky pro zvýšení povrchové energie nebo plochy povrchu a použít speciální postupy. Podle způsobu slinování lze karbid křemíku rozdělit na rekrystalizovanou keramiku z karbidu křemíku, reakčně slinutou keramiku z karbidu křemíku, beztlakově slinutou keramiku z karbidu křemíku, za tepla lisovanou slinutou keramiku z karbidu křemíku, vysokoteplotní za tepla izostaticky lisovanou slinutou keramiku z karbidu křemíku a chemickou depozici z par karbidu křemíku. Vlastnosti karbidu křemíku připraveného různými postupy jsou značně odlišné, to znamená, že SIC připravený stejným postupem má špatné vlastnosti v důsledku různých surovin a přísad.