Siliciumcarbid (auch Karborundum genannt) ist eine anorganische chemische Verbindung aus Silicium- und Kohlenstoffatomen, die in der Natur als Moissanit vorkommt und seit 1893 in gro\u00dfen Mengen als Schleifmittel hergestellt wird.<\/p>\n
SiC existiert in mehr als 70 kristallinen Formen, die in zwei Polymorphe unterteilt sind: Alpha-Siliciumcarbid (a-SiC) und Beta-Siliciumcarbid (b-SiC). Innerhalb experimenteller Fehler schmelzen beide Formen gleichzeitig bei einem Druck von bis zu 10 GPa.<\/p>\n
Siliciumcarbid ist ein extrem hartes und dichtes Material mit vielf\u00e4ltigen Anwendungsm\u00f6glichkeiten. Es findet sich in Produkten wie Sandpapier, Schleifscheiben, Schneidwerkzeugen, Automobilkomponenten und feuerfesten Materialien f\u00fcr die Automobilindustrie; au\u00dferdem dient es aufgrund seiner H\u00e4rte und geringen W\u00e4rmeausdehnung als Feuerfestmaterial in \u00d6fen, Brenn\u00f6fen und feuerfesten Auskleidungen sowie als Spiegelmaterial in astronomischen Teleskopen.<\/p>\n
Edward Goodrich Acheson stellte 1891 erstmals Siliciumcarbid in gro\u00dfen Mengen her, als er eine Mischung aus Ton und pulverisiertem Koks (Kohlenstoff) in einem Elektroofen erhitzte und dabei ein blauschwarzes Material produzierte, das als \"Karborund\" bekannt wurde.<\/p>\n
Studien \u00fcber das Schmelzen von Siliziumkarbid bei einem Druck von 5-8 GPa haben gezeigt, dass es bei allen untersuchten Dr\u00fccken kongruent schmilzt, wobei die Schmelzkurve eine negative Steigung von -44 + 4 K\/GPa aufweist, was den Beweis daf\u00fcr liefert, dass die Dichtefunktionaltheorie die Vorhersage genau trifft.<\/p>\n
Siliciumcarbid (SiC) ist ein nichtoxidischer keramischer Werkstoff mit au\u00dfergew\u00f6hnlichen Eigenschaften, die ihn f\u00fcr viele Hochtemperaturanwendungen geeignet machen. SiC ist sowohl hart als auch extrem widerstandsf\u00e4hig mit einer polykristallinen Festigkeit von bis zu 27 GPa; au\u00dferdem verf\u00fcgt es \u00fcber ausgezeichnete Kriecheigenschaften und eine geringe W\u00e4rmeausdehnung.<\/p>\n
Keramik aus Ceramiumdioxid (CeO2) ist unl\u00f6slich in Wasser, aber l\u00f6slich in geschmolzenen Alkali- und Eisenl\u00f6sungen, was sie zur h\u00e4rtesten aller Hochleistungskeramiken macht, die widerstandsf\u00e4hig gegen Abrieb, Korrosion, St\u00f6\u00dfe und thermische Ausdehnung bei hohem Druck ist; dies macht sie perfekt f\u00fcr den Einsatz in Hochtemperaturanwendungen wie Kernreaktorkomponenten.<\/p>\n
Siliciumcarbid, besser bekannt als a-SiC, findet sich h\u00e4ufig in Bremsen und Kupplungen von Elektrofahrzeugen sowie in kugelsicheren Westen und wird auch als Substrat f\u00fcr heterogene Katalysatoren verwendet. Zur Herstellung industrieller Mengen dieses Materials werden nach wie vor Elektro\u00f6fen mit reinem Quarzsand verwendet, der mit fein gemahlenem Koks in einem Elektroofen reduziert wird.<\/p>\n
Siliciumcarbid, auch bekannt als Siliciumdioxid, ist eine harte chemische Verbindung aus Silicium und Kohlenstoff, die in der Natur als Mineral Moissanit vorkommt, aber seit 1893 in Form von Pulver und Kristallen zur Verwendung als Schleifmittel und kugelsicheres keramisches Plattenmaterial in gro\u00dfen Mengen hergestellt wird. Gro\u00dfe Einkristallk\u00f6rner k\u00f6nnen durch Sintern zu extrem widerstandsf\u00e4higer Strukturkeramik verbunden werden; au\u00dferdem wird es h\u00e4ufig zur Herstellung von synthetischen Moissanit-Edelsteinen verwendet, die als synthetische Moissanit-Edelsteine bekannt sind. Siliciumcarbid fungiert auch als Halbleiter; durch Dotierung mit Stickstoff oder Phosphor kann es zu einem n-Typ-Material werden; in \u00e4hnlicher Weise kann es durch Dotierung mit Beryllium, Bor oder Aluminium in ein p-Typ-Material umgewandelt werden, je nachdem, welche Eigenschaften es aufweisen soll.<\/p>\n
Siliciumcarbid hat eine gro\u00dfe Bandl\u00fccke und eine hohe Durchschlagsfestigkeit in elektrischen Feldern, wodurch es sich f\u00fcr elektronische Ger\u00e4te eignet, die bei extrem hohen Temperaturen oder Spannungen arbeiten. Au\u00dferdem wird es wegen seiner Temperaturwechselbest\u00e4ndigkeit h\u00e4ufig eingesetzt. Siliciumcarbid liegt in verschiedenen Einheitszellen vor (kubisch, rhomboedrisch oder hexagonal). Wenn es mit Ton verdichtet wird, kann es das Wachstum von Einschn\u00fcrungen hemmen und gleichzeitig die Bildung von SiO2 verhindern, das ansonsten den Elastizit\u00e4tsmodul verringern w\u00fcrde. In verschiedenen Studien wurde das Schmelzverhalten von Siliciumcarbid unter hohem Druck mit Hilfe von ab initio Molekulardynamiksimulationen auf der Grundlage der Dichtefunktionaltheorie untersucht.<\/p>\n
Siliziumkarbid ist ein extrem hartes und steifes keramisches Material, das sich durch seine hohe Temperaturbest\u00e4ndigkeit, seinen niedrigen W\u00e4rmeausdehnungskoeffizienten und seine Best\u00e4ndigkeit gegen chemische Reaktionen auszeichnet. Es ist in verschiedenen Gr\u00f6\u00dfen und Formen erh\u00e4ltlich, darunter als Granulat f\u00fcr den Einkauf und als Wafer, aus denen Spiegel f\u00fcr gro\u00dfe Teleskope hergestellt werden k\u00f6nnen. Die Produktionsmethoden f\u00fcr Siliziumkarbid reichen von der direkten Kohlenstoffsynthese bis zur chemischen Gasphasenabscheidung.<\/p>\n
Es wurden Studien zur Druckabh\u00e4ngigkeit der Debye-Temperaturen in ZB und RS SiC in einem Temperaturbereich von 3100+40 K bis 5-8 GPa unter Verwendung von Abschreckungsexperimenten und In-situ-Messungen durchgef\u00fchrt. Die Ergebnisse zeigen, dass bei Umgebungsdruck beide Lame-Konstanten (l, m) positiv sind, wobei die Abweichung von m zunimmt. Dies deutet auf eine erh\u00f6hte St\u00e4rke der dezentralen Vielteilchenkr\u00e4fte hin, die bei h\u00f6heren Dr\u00fccken Ladungstransferwechselwirkungen beinhalten, was zu einer mechanischen Versteifung der Kompressibilit\u00e4t von SiC f\u00fchrt.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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