{"id":50,"date":"2024-03-28T09:10:32","date_gmt":"2024-03-28T01:10:32","guid":{"rendered":"http:\/\/siliconcarbideceramic.net\/?p=50"},"modified":"2024-07-07T21:43:15","modified_gmt":"2024-07-07T13:43:15","slug":"eigenschaften-von-siliziumkarbid","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/de\/silicon-carbide-properties\/","title":{"rendered":"Eigenschaften von Siliziumkarbid"},"content":{"rendered":"<p>Siliziumkarbid (SiC) ist ein \u00e4u\u00dferst langlebiger Werkstoff mit einer extrem hohen H\u00e4rte von 9 auf der Mohs-Skala und einer \u00c4sthetik, die der von Diamant in nichts nachsteht.<\/p>\n<p>EAG Laboratories verf\u00fcgt \u00fcber umfangreiche Erfahrung bei der Untersuchung dieser Eigenschaften von SiC mithilfe von Analysemethoden f\u00fcr das gesamte Material sowie r\u00e4umlich aufgel\u00f6sten Analysetechniken. SiC kann sowohl als elektrischer Isolator als auch als Halbleiter dienen.<\/p>\n<h2>H\u00e4rte<\/h2>\n<p>Siliziumkarbid ist einer der h\u00e4rtesten Stoffe der Welt; es belegt den neunten Platz auf der Mohs-Skala und ist hinsichtlich der H\u00e4rte nur dem Diamanten unterlegen. Borcarbid und Diamant sind noch h\u00e4rter als Siliziumkarbid \u2013 weitere Anwendungsbereiche sind Schneidwerkzeuge, kugelsichere Westen, Automobilteile und Spiegel f\u00fcr astronomische Teleskope. Die harte und widerstandsf\u00e4hige Oberfl\u00e4che von Siliziumkarbid eignet sich hervorragend f\u00fcr den Einsatz als Schleifmittel und Schneidwerkzeuge, als Strukturmaterial (kugelsichere Westen), f\u00fcr Automobilteile und f\u00fcr Spiegel in Teleskopen!<\/p>\n<p>Temperaturwechselbest\u00e4ndige Keramik ist eine extrem harte, nicht-oxidische Keramik. Aufgrund ihrer Festigkeit, ihrer hohen W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit, ihrer geringen W\u00e4rmeausdehnungskoeffizienten und ihrer hervorragenden Oxidationsbest\u00e4ndigkeit ist sie ein unverzichtbarer feuerfester Werkstoff.<\/p>\n<p>Siliziumkarbid (Ordnungszahl 14) und Kohlenstoff (Ordnungszahl 6) bilden eine anorganische Verbindung, die als Siliziumkarbid bekannt ist, mit zwei prim\u00e4ren Koordinationstetraedern, die aus kovalent gebundenen vier Kohlenstoff- und vier Siliziumatomen bestehen, wodurch eine au\u00dfergew\u00f6hnlich starke und starre, dicht gepackte Struktur mit \u00fcberragender Festigkeit und Steifigkeit entsteht; ihre Polymorphe k\u00f6nnen sich sogar zu Polymorphen stapeln. Siliziumkarbid weist die Eigenschaften eines Halbleiters mit gro\u00dfer Bandl\u00fccke auf, wodurch im Vergleich zu Silizium dreimal weniger Energie ben\u00f6tigt wird, um Elektronen aus ihren Orbitalzust\u00e4nden zu befreien.<\/p>\n<h2>Korrosionsbest\u00e4ndigkeit<\/h2>\n<p>Die wichtigste Eigenschaft von Siliziumkarbid ist seine Korrosionsbest\u00e4ndigkeit. Es ist nicht nur best\u00e4ndig gegen die aggressivsten denkbaren S\u00e4uren (Salzs\u00e4ure, Schwefels\u00e4ure und Flusss\u00e4ure), Laugen und L\u00f6sungsmittel \u2013 sowie gegen oxidierende Medien wie Salpeters\u00e4ure oder Wasserdampf \u2013, sondern weist zudem hervorragende Isolationseigenschaften auf, die vor Sch\u00e4den durch extreme Temperaturen oder elektrische Felder sch\u00fctzen.<\/p>\n<p>Gesintertes Siliziumkarbid zeichnet sich durch eine hervorragende W\u00e4rmebest\u00e4ndigkeit aus, die auf seine hohe Dichte, seine H\u00e4rte, seine Eigenschaften als Halbleiter mit gro\u00dfer Bandl\u00fccke \u2013 wodurch der Energieverbrauch der Elektronen f\u00fcr die Verschiebung des Leitungsbandes geringer ist \u2013 sowie auf seinen niedrigen W\u00e4rmeausdehnungskoeffizienten zur\u00fcckzuf\u00fchren ist.<\/p>\n<p>Die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit l\u00e4sst sich auch durch Sinterhilfsstoffe, Korngrenzenphasen und Porosit\u00e4t verbessern; deren Art und Menge h\u00e4ngen davon ab, wie schnell die Korrosion mit anderen Umgebungen reagiert.<\/p>\n<p>Die Oxidationszust\u00e4nde von Siliziumkarbid lassen sich durch die passivierende Wirkung von Kohlenstoff steuern, was dazu beitr\u00e4gt, die Korrosionsraten zu senken und die Lebensdauer des Produkts zu verl\u00e4ngern, wenn es im Betrieb oxidierenden Umgebungen ausgesetzt ist.<\/p>\n<h2>W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/h2>\n<p>Siliziumkarbid ist ein extrem hartes Material, das in seiner H\u00e4rte zwischen Aluminiumoxid (9 auf der Mohs-Skala) und Diamant (10) liegt. Aufgrund seiner Kombination aus H\u00e4rte und thermischer Stabilit\u00e4t eignet sich Siliziumkarbid hervorragend f\u00fcr anspruchsvolle mechanische Anwendungen in Bauteilen, die sowohl verschlei\u00dffesten Werkstoffen als auch feuerfesten Materialien standhalten m\u00fcssen.<\/p>\n<p>Aufgrund seiner hervorragenden Temperaturwechselbest\u00e4ndigkeit und seiner geringen W\u00e4rmeausdehnung eignet sich Silikonkautschuk zudem besonders gut f\u00fcr den Einsatz in Hochtemperaturumgebungen und f\u00fcr Bauteile in Rohrleitungssystemen.<\/p>\n<p>Siliziumkarbid kann mit verschiedenen Elementen dotiert werden, um seine elektronischen Eigenschaften zu ver\u00e4ndern. Durch Dotierung mit Stickstoff oder Phosphor wird es zu einem n-Typ-Halbleiter, w\u00e4hrend eine Dotierung mit Beryllium, Bor oder Aluminium es in einen p-Typ-Halbleiter verwandelt.<\/p>\n<p>Aufgrund der Bandl\u00fccken-Differenz zwischen dem Valenz- und dem Leitungsband bei Siliziumkarbid ist es f\u00fcr Elektronen schwieriger, zwischen diesen beiden B\u00e4ndern zu wechseln, wodurch es bis zu zehnmal st\u00e4rkeren elektrischen Feldern standhalten kann, bevor es spr\u00f6de wird und versagt, als dies bei Silizium der Fall ist.<\/p>\n<h2>Elektrische Leitf\u00e4higkeit<\/h2>\n<p>Siliziumkarbid weist eine Reihe elektrischer Eigenschaften auf, die durch Dotierung angepasst werden k\u00f6nnen. Bei der Dotierung werden Verunreinigungen in die Kristallstruktur eingebracht, um freie Elektronen und L\u00f6cher zu erzeugen, die Strom leiten. Dadurch erreicht SiC eine Leitf\u00e4higkeit, die zehnmal h\u00f6her ist als die von Silizium.<\/p>\n<p>Die elektrischen Eigenschaften von Siliziumkarbid werden weitgehend durch seine Bandl\u00fccke bestimmt. Dieser Unterschied zwischen den Energieniveaus des Valenzbands und des Leitungsbands eines Atoms bestimmt, wie starkem elektrischen Feld es standhalten kann; Siliziumkarbid weist eine gr\u00f6\u00dfere Bandl\u00fccke auf als Silizium, wodurch es fast doppelt so hohe Spannungen aushalten kann.<\/p>\n<p>Dank seiner hohen Spannungsfestigkeit eignet sich Neodym ideal f\u00fcr den Einsatz in Leistungsbauelementen f\u00fcr Elektrofahrzeuge, da es l\u00e4ngere Reichweiten und eine effizientere Batterieverwaltung erm\u00f6glicht. Dar\u00fcber hinaus erm\u00f6glicht sein im Vergleich zu Alternativen wie Galliumnitrid geringeres Gewicht den Herstellern von Leistungselektronik, Gr\u00f6\u00dfe und Gewicht erheblich zu reduzieren, w\u00e4hrend es dank seines minimalen W\u00e4rmeausdehnungskoeffizienten hohen Temperaturen standh\u00e4lt.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-186\" src=\"http:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/Silicon-Carbide-Properties.jpg\" alt=\"Eigenschaften von Siliziumkarbid\" width=\"1920\" height=\"1920\" srcset=\"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/Silicon-Carbide-Properties.jpg 1920w, https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/Silicon-Carbide-Properties-300x300.jpg 300w, https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/Silicon-Carbide-Properties-1024x1024.jpg 1024w, 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