Karbid křemíku - zrcadlový materiál pro astronomické dalekohledy

Karbid křemíku (označovaný také jako karborundum) je anorganická chemická sloučenina složená z atomů křemíku a uhlíku, která se v přírodě přirozeně vyskytuje jako moissanit a od roku 1893 se hromadně vyrábí jako brusivo.

SiC existuje ve více než 70 krystalických formách, které se dělí na dva polymorfy: karbid křemíku alfa (a-SiC) a karbid křemíku beta (b-SiC). V rámci experimentální chyby se obě formy taví současně při tlaku až 10 GPa.

Má záporný sklon

Karbid křemíku je extrémně tvrdý a hutný materiál s mnohostranným využitím. Lze jej nalézt ve výrobcích, jako jsou brusné papíry, brusné kotouče, řezné nástroje, automobilové součástky a automobilové žáruvzdorné materiály; kromě toho slouží jako žáruvzdorný materiál v pecích, pecích a žáruvzdorných vyzdívkách a díky své tvrdosti a nízké tepelné roztažnosti také jako zrcadlový materiál v astronomických dalekohledech.

Edward Goodrich Acheson poprvé hromadně vyrobil karbid křemíku v roce 1891, když v elektrické peci zahříval směs hlíny a práškového koksu (uhlíku) a získal modročerný materiál známý jako "karborundum".

Studie tání karbidu křemíku při tlacích v rozmezí 5-8 GPa ukázaly, že karbid tají shodně při všech studovaných tlacích, přičemž jeho křivka tání má záporný sklon -44 + 4 K/GPa, což je důkazem, že teorie funkcionálu hustoty jej přesně předpověděla.

Má kladný sklon

Karbid křemíku (SiC) je neoxidový keramický materiál s výjimečnými vlastnostmi, díky nimž je použitelný v mnoha vysokoteplotních aplikacích. SiC je tvrdý a extrémně pevný s pevností polykrystalického tělesa až 27 GPa; navíc má vynikající vlastnosti odolnosti proti tečení spolu s nízkou tepelnou roztažností.

Keramika z oxidu ceramidového (CeO2) je nerozpustná ve vodě, ale rozpustná v roztavených roztocích alkálií a železa, což z ní činí nejtvrdší ze všech pokročilých konstrukčních keramik s odolností proti otěru, korozi, nárazu a tepelné roztažnosti při vysokých tlacích; je proto ideální pro použití ve vysokoteplotních aplikacích, jako jsou součásti jaderných reaktorů.

Karbid křemíku, častěji označovaný jako a-SiC, se běžně vyskytuje v brzdách a spojkách elektromobilů a v neprůstřelných vestách a používá se také jako substrát pro heterogenní katalyzátory. Výroba průmyslového množství tohoto materiálu stále zahrnuje použití elektrických pecí s čistým křemičitým pískem redukovaným jemně mletým koksem v elektrické peci; výroba karbidu křemíku v průmyslovém měřítku zůstává oblíbenou volbou pro vysokonapěťové aplikace ve výkonové elektronice.

Má záporný teplotní koeficient

Karbid křemíku, známý také jako oxid křemičitý, je tvrdá chemická sloučenina složená z křemíku a uhlíku, která se v přírodě vyskytuje jako minerál moissanit, ale od roku 1893 se masově vyrábí jako prášek a krystal pro použití jako brusivo a materiál pro neprůstřelné vesty. Velká zrna jednotlivých krystalů lze spojovat spékáním a vyrábět tak extrémně houževnatou strukturní keramiku; navíc se často používá k výrobě syntetických drahých kamenů moissanitu známých jako syntetické drahé kameny moissanit. Karbid křemíku se také chová jako polovodič; jeho dopování dusíkem nebo fosforem z něj může udělat materiál typu n; podobně beryllium, bór nebo hliník ho mohou změnit na materiál typu p v závislosti na tom, jaké budou jeho vlastnosti. dopování ho změní na polovodičový materiál typu n.

Karbid křemíku má rozsáhlou pásmovou mezeru a vysokou průraznost elektrickým polem, takže je vhodný pro elektronická zařízení pracující při extrémně vysokých teplotách nebo napětích. Kromě toho je díky své odolnosti vůči tepelným šokům široce používán. Karbid křemíku existuje v různých jednotkových buňkách (kubické, kosočtverečné nebo hexagonální). Pokud je zhutněn pomocí jílu, může bránit růstu krčků a zároveň zabraňuje tvorbě SiO2, který by jinak snižoval modul pružnosti. Různé studie zkoumaly jeho chování při tání za vysokého tlaku pomocí ab initio simulací molekulární dynamiky založených na simulacích teorie funkcionálu hustoty.

Má kladný tlakový součinitel

Karbid křemíku je extrémně tvrdý a tuhý keramický materiál, který se vyznačuje vysokou teplotní schopností, nízkým koeficientem tepelné roztažnosti a odolností vůči chemickým reakcím. Dodává se v různých velikostech a formách, včetně granulované formy pro nákup i destiček, z nichž lze vyrobit zrcadla pro velké teleskopy. Metody výroby karbidu křemíku sahají od přímé syntézy uhlíku až po chemické napařování.

Studie závislosti Debyeovy teploty na tlaku v ZB a RS SiC od 3100+40 K do 5-8 GPa s využitím zhášecích experimentů a měření in situ byly provedeny v rozsahu teplot od 3100+40 K do 5-8 GPa s využitím zhášecích experimentů a měření in situ. Výsledky ukazují, že při okolním tlaku jsou obě Lameho konstanty (l, m) kladné s rostoucí odchylkou m, což naznačuje zvýšenou sílu necentrálních sil mnoha těles zahrnujících interakce přenosu náboje při vyšších tlacích, což vede k mechanickému ztuhnutí stlačitelnosti SiC.

cs_CZCzech
Přejděte na začátek