Ränikarbiidi määratlus

Ränikarbiid on kõrgetasemelises keskkonnas kasutamiseks välja töötatud täiustatud materjal. See võib vähendada sõltuvust aktiivsetest jahutussüsteemidest, mis suurendavad elektrisõidukite kaalu ja kulusid.

Ränikarbiidil on tavalisest ränist kümme korda suurem pingekindlus, ületades selles osas isegi galliumnitriidi.

See on kristalliline materjal

Ränikarbiid (SiC) on tööstuslik materjal, millel on palju kasutusvõimalusi. Tänu oma suurepärastele triboloogilistele omadustele kasutatakse seda tavaliselt lõhkamisotsikutes, tihendites, mehaanilistes laagrites ja mehaanilistes tihendites. Ka tulekindlad materjalid ja keraamika kasutavad SiC-i, kuna see lisab kõvadust.

Vesi, alkohol ja happelahused lahustavad selle täielikult; ka enamik orgaanilisi lahusteid jääb vastupidavaks. Tänu pooljuhtide omadustele on selle elektrilised omadused huvitavad - resistentsus võib erineda eri koostiste puhul kuni seitsme suurusjärgu võrra!

Edward Acheson tootis esmakordselt sünteetilist SiCi 1891. aastal, samas kui Henri Moissan tuvastas selle loodusliku vormi esmakordselt 1905. aastal, kui ta uuris Canyon Diablo meteoriiti Arizonas. Tänapäeval on kogu müügiks müüdav SiC sünteetiline, välja arvatud moissaniidist juveelid, mis võivad esineda looduslikult.

See on mitteoksüdeeritud keraamiline

Ränikarbiid ehk SiC on silmapaistev keraamiline materjal, millel on palju soodsaid füüsikalisi omadusi. Nende hulka kuuluvad suur tugevus, madal soojuspaisumise kiirus ning vastupidavus korrosioonile ja keemilistele reaktsioonidele - omadused, mis muudavad selle sobivaks abrasiivmaterjaliks ja tulekindlaks komponendiks, samuti suurepärane elektrijuhtivus.

Krüogeenne kõvadus 9 Mohsi skaalal muudab tulekindla portselani suurepäraseks materjaliks lihvketaste ja muude abrasiivsete toodete jaoks, samuti kasutatakse seda tulekindlates rakendustes, näiteks põletite otsikutes ja leegitorudes.

Krüogeensel grafiidil on mitu sorti, mida nimetatakse polütüüpideks ja millel on primaarne koordinatsiooniline tetraeedriline paigutus, milles neli süsinik- ja neli räni aatomit on seotud sidemetega otse seotud tetraeedriliste üksuste vahel. Neid ühikuid võib seejärel omavahel siduda või üksteise peale laduda, et moodustada erinevaid struktuure.

See on tulekindel materjal

Ränikarbiid on vastupidav, kuid habras materjal, mis peab vastu kõrgetele temperatuuridele ja millel on lai ribalõhe kõrgepingerakenduste jaoks.

Tööstuslikult toodetakse ja kasutatakse ränipulbrit keraamikas, tulekindlates materjalides ja pooljuhtelektroonikas. Kuigi looduslikult esineb moissaniidi mineraalide koosseisus, toodetakse seda tänapäeval enamasti sünteetiliselt.

Saviga seotud ränikarbiidist tulekindlad materjalid on suurepärase korrosioonikindlusega, mistõttu sobivad need värviliste metallide sulatamisel kasutatavateks ahjuplaatideks. Lisaks sellele sobivad need suurepäraselt kõrgete temperatuuride kaudse kütmise materjaliks, näiteks alumiiniumelektrolüüsipaakide vooderduseks või rektifitseerimisahjude kandikute vooderduseks vase sulatusahjudes või tsingipulberahjude kaarplaatidena.

See on kulumiskindel materjal

Ränikarbiid on äärmiselt kõva, mitte-oksiidne keraamiline materjal, mida tänu oma tugevusele kasutatakse tavaliselt abrasiivmaterjalides, tulekindlates materjalides, kulumiskindlates komponentides ja kulumiskindlates komponentides. Lisaks sellele on ränikarbiid lahutamatu materjal elektroonikasüsteemides, mis töötavad kõrgel temperatuuril või pingel.

Looduses haruldane ja ainult kunstlikult sünteetiliste meetoditega toodetud moissanit avastati esmakordselt 1893. aastal Arizona Diablo Canyonis, kus see sai hiljem nime moissanit Edward Achesoni 1891. aasta patendi järgi, mis käsitleb väikeste mustade SiC-kristallide loomist kunstlike vahenditega.

Sellise kaliibriga keraamiline materjal pakub suurepäraseid omadusi. Sellel on kõrgem töötemperatuurivahemik kui ränipooljuhtidel ja see talub suuremaid pingeid, ilma et see ülekuumeneks või kahjustuks.

See on kõrge temperatuuriga materjal

Ränikarbiid on mitmekülgne tulekindel keraamiline materjal, mida kasutatakse paljudes rakendustes. Ränikarbiid on Mohsi kõvaskaalal üks kõvemaid materjale, olles kõvaduselt 9. kohal. Lisaks sellele on sellel suurepärane vastupidavus nii kulumise ja korrosiooni kui ka termilise šoki suhtes, talub kõrgeid temperatuure ja pingeid ilma kahjustuste või purunemiseta.

Nagu enamiku kristallstruktuuride puhul, on ka selle kristallstruktuuril erinevaid vorme ehk polütüüpe, millest igaühel on oma virnastusjärjestus. Esmased koordinatsioonitetraeedrid koosnevad neljast süsinik- ja neljast räni aatomist, mis on ühendatud nende nurkades polaarseteks struktuurideks.

Tänu oma erakordsetele triboloogilistele omadustele on plastik suurepärane materjal pumpade, mehaaniliste tihendite ja laagrite, keemiatööstuse seadmete ja abrasiivmaterjalina.

See on kõrgepinge materjal

Ränikarbiid on üks maailma mitmekülgsemaid materjale. Sellel on oluline roll suure jõudlusega elektrisõidukites ja akujuhtimissüsteemides, kus selle kõrgepinge võime välistab aktiivsed jahutussüsteemid, mis lisavad elektrisõidukitele kulusid, kaalu ja keerukust.

Karborund, kõva keraamiline ja pooljuhtmaterjal, mida üldiselt tuntakse karborundina, leidub nii looduslikult moissanitmineraalides kui ka sünteetiliselt toodetud. Erinevalt traditsioonilistest pooljuhtidest, nagu räni, on karborundil lai ribalõhe, mis võimaldab elektrit tõhusamalt liigutada kui kunagi varem. Lisaks sellele saab selle juhtivust muuta, lisades kristallstruktuuri lisandeid.

See on suure kasuteguriga materjal

Ränikarbiid (SiC) on energiatõhus materjal elektrienergia muundamiseks vahelduvvooluks, mistõttu see sobib elektrivõrgust saadava elektrienergia muundamiseks. SiC dopeerimine lämmastiku või fosforiga tekitab n-tüüpi pooljuhi, samas kui alumiiniumi, boori või galliumiga dopeerimine annab p-tüüpi pooljuhi omadused.

Alumiiniumil on suurepärane soojusjuhtivus, kõrge temperatuuritaluvus, madal soojuspaisumine ja keemiliste reaktsioonide vastupidavus - omadused, mis teevad sellest ideaalse tulekindla materjali. Lisaks sellele sobib alumiinium tänu oma kõvale ja vastupidavale pinnale paljudeks tööstuslikeks kasutusaladeks ja on suurepärane tulekindla materjali valik.

Looduslik SiC esineb haruldase mineraali moissanitina; sünteetiliselt toodetakse väikestes terades, mis on kokku seotud keraamika või tulekindlate materjalide keraamilisteks rakendusteks, või leidub väikestes kogustes süsinikulistes kondriitmeteoriitides ja kimberliitides.