{"id":90,"date":"2024-04-04T10:54:37","date_gmt":"2024-04-04T02:54:37","guid":{"rendered":"http:\/\/siliconcarbideceramic.net\/?p=90"},"modified":"2024-04-04T10:54:37","modified_gmt":"2024-04-04T02:54:37","slug":"ranikarbiidi-tihedus","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/et\/the-density-of-silicon-carbide\/","title":{"rendered":"R\u00e4nikarbiidi tihedus"},"content":{"rendered":"<p>R\u00e4nikarbiid, mida tavaliselt nimetatakse karborundiks v\u00f5i SiC-ks, on k\u00f5va keraamiline materjal, millel on palju rakendusi. Seda mitmek\u00fclgset ainet kasutatakse abrasiivmaterjalina, tal on laia ribal\u00f5hega pooljuhtide omadused ja seda saab isegi valmistada keraamilisteks konstruktsioonielementideks.<\/p>\n<p>Tootmine h\u00f5lmab pol\u00fcsiloksaanide reageerimist ja p\u00fcrol\u00fc\u00fcsi r\u00f5hu all, jahvatamist pulbriks, paagutamist tahkete vormide moodustamiseks, seej\u00e4rel lihvimist l\u00f5pliku mikrostruktuuri kujundamiseks. Iga etapp m\u00e4ngib l\u00f5ppmaterjali tootmisel lahutamatut rolli, mille tulemused s\u00f5ltuvad kasutatavatest vormimismeetoditest, mis m\u00f5jutavad oluliselt mikrostruktuuri.<\/p>\n<h2>Teoreetiline tihedus<\/h2>\n<p>R\u00e4nikarbiidi tihe koostis m\u00e4ngib olulist rolli selle keemilise, termilise ja mehaanilise koormuse taluvuses. T\u00e4nu suurep\u00e4rasele k\u00f5vadusele ja soojusjuhtivusele on r\u00e4nikarbiid suurep\u00e4rane materjalivalik suure j\u00f5udluse ja suure koormusega rakenduste jaoks.<\/p>\n<p>Tihedamad materjalid on korrosiooni- ja kulumiskindlamad. Lisaks sellele v\u00f5imaldavad nende madalad paisumis-\/kahanemiskiirused neil paremini vastu pidada \u00e4\u00e4rmuslikele temperatuuridele, mist\u00f5ttu on need ideaalsed elektri- ja gaasis\u00fcsteemide jaoks.<\/p>\n<p>SiC on ka v\u00e4ga vastupidav kiirgusele ja tal on teiste pooljuhtidega v\u00f5rreldes ebatavaliselt suur sagedusvahe, mis v\u00f5imaldab tal t\u00f6\u00f6tada palju k\u00f5rgematel temperatuuridel, pingetel ja sagedustel kui teistel pooljuhtidel. Seet\u00f5ttu v\u00f5ib SiC-d kasutada mitmesugustes elektroonika- ja t\u00f6\u00f6stusrakendustes, sealhulgas energiatootmises, lennunduses ja autot\u00f6\u00f6stuses.<\/p>\n<p>SiC suure tiheduse saavutamine v\u00f5ib suurte komponentide puhul olla keeruline. Kuid t\u00e4nu rambikompressioonitehnoloogiale on n\u00fc\u00fcd v\u00f5imalik saavutada \u00fchtlast tihedust kuni 98% teoreetilisest tihedusest. Protsessi k\u00e4igus luuakse homogeenne dispersioon submikronise suurusega pulbrisegust, mis koosneb peamiselt r\u00e4nikarbiidist ja boori sisaldavast lisandist; seej\u00e4rel vormitakse see pulbrisegu rohelisteks kehadeks, mis seej\u00e4rel paagutatakse temperatuuril 1900-2100 kraadi C kontrollitud atmosf\u00e4\u00e4ri tingimustes.<\/p>\n<p>Boorisisaldavaid lisandeid tuleks lisada pulbri segamise ajal koguses, mis vastab \u00fchele osale elementaarse boori massiprotsendile 100 osa r\u00e4nikarbiidi kohta, et tagada ohutu tihendamine ilma segregatsioonita tera piiridel.<\/p>\n<h2>F\u00fc\u00fcsiline tihedus<\/h2>\n<p>R\u00e4nikarbiid (C-Si) on tehismaterjal, mis koosneb s\u00fcsinikust (C) ja r\u00e4nist (Si). Sellel on boorikarbiidi j\u00e4rel suuruselt teine Mohsi k\u00f5vadus (9) ning see pakub erakordset tugevust, kulumiskindlust ja korrosioonikindlust; tegelikult peab see vastu isegi fluorvesinik- ja v\u00e4\u00e4velhappele, ilma et see korrodeeruks - lisaks sellele ei suuda vesi, enamik kemikaale, sealhulgas leelised, seda lahustada! R\u00e4nikarbiidi mitmek\u00fclgsus insenerimaterjalina teeb selle ka teadlaste seas populaarseks.<\/p>\n<p>Kuna see peab vastu kiirele l\u00f5ikamisele ja lihvimisele ning seda kasutatakse ka abrasiivpuhastamiseks ja mehaaniliseks t\u00f6\u00f6tlemiseks, kasutatakse smirgelit t\u00e4nu selle vastupidavusele ja kulutasuvusele laialdaselt kaasaegsetes lapidary-t\u00f6\u00f6des. Lisaks on see oluline tooraine lihvimis- ja poleerimismaterjalide tootmisel.<\/p>\n<p>R\u00e4nikarbiid on kujunenud esmat\u00e4htsaks kosmosetehnoloogia materjaliks t\u00e4nu oma silmapaistvale vastupidavusele ja kiirguskindlusele. Seet\u00f5ttu on r\u00e4nikarbiidist valmistatud peeglid saanud valikuks mitmete suurimate teleskoopide, n\u00e4iteks Herscheli ja BepiColombo missioonide jaoks, v\u00f5i neid saab isegi kujundada j\u00e4ikadesse raamidesse, et need peaksid vastu Veenusel esinevatele temperatuuridele ja ootusi \u00fcletavale kiirgustasemele.<\/p>\n<p>Hiljutised eksperimentaalsed t\u00f5endid n\u00e4itavad, et a-SiC on B1-faasis stabiilne paljudes tingimustes, mis vastavad s\u00fcsinikurikaste eksoplaneetide eeldatavatele mantlitingimustele, erinevalt selle k\u00e4itumisest Maal, kus see laguneb kiiresti r\u00e4nidioksiidiks ja hapnikuks.<\/p>\n<h2>Keemiline tihedus<\/h2>\n<p>R\u00e4nikarbiid, \u00fcldisemalt SiC, on keemiline \u00fchend, mis koosneb r\u00e4nist (aatomiarv 14) ja s\u00fcsinikust (aatomiarv 6). Sellel on irisev roheline kuni sinakasmust v\u00e4limus ja mittes\u00fcttimisomadused; selle tihedus on 3,21 grammi kuupsentimeetri kohta.<\/p>\n<p>R\u00e4nikarbiid esineb looduslikult meteoriitides, korundi ja kimberliidi ladestikes piiratud kogustes, kuid enamik elektroonikaseadmetes kasutatavast r\u00e4nikarbiidist on siiski s\u00fcnteetiliselt toodetud. Edward Acheson s\u00fcnteesis r\u00e4nikarbiidi esimest korda s\u00fcnteetiliselt 1891. aastal, kui ta p\u00fc\u00fcdis luua kunstlikke teemante, kuumutades savi ja kokspulbrit elektrikaarahjus; seda tehes m\u00e4rkas ta s\u00fcsinikelektroodide k\u00fclge kinnitunud helerohelisi kristalle, mis n\u00e4gid v\u00e4lja nagu teemant, ja nimetas need kristallid \"moissanite\" selle kiviliigi j\u00e4rgi, millele need sarnanesid.<\/p>\n<p>SiC on \u00e4\u00e4rmiselt laia ribal\u00f5hega pooljuhtmaterjal, mis v\u00f5imaldab tal t\u00f6\u00f6tada k\u00f5rgematel temperatuuridel ja pingetel kui muudel pooljuhtmaterjalidel. T\u00e4nu oma suurep\u00e4rasele soojusjuhtivusele toimub soojuse hajumine kiiresti, samas kui selle tihe kristalliline struktuur tagab suurep\u00e4rase kulumiskindluse, mis sobib ideaalselt n\u00e4iteks l\u00f5iket\u00f6\u00f6riistade jaoks.<\/p>\n<p>EAG Laboratories omab ulatuslikku kogemust SiC anal\u00fc\u00fcsimisel nii lahtise kui ka ruumiliselt lahutatud anal\u00fc\u00fcsimeetodite abil. SiC on \u00e4\u00e4rmiselt kasulik materjal pooljuhtide valmistamiseks, kuna seda saab legeerida erinevate elementidega, et muuta selle elektrotermilisi omadusi. Kvaliteetsete pooljuhttoodete loomisel on esmat\u00e4htis tagada legeeritud ainete kontsentratsioon ja ruumiline jaotumine, k\u00f5rvaldades samal ajal soovimatud saasteained.<\/p>\n<h2>Termiline tihedus<\/h2>\n<p>R\u00e4nikarbiid on \u00e4\u00e4rmiselt tihe materjal ja \u00fcks k\u00f5vemaid olemasolevaid aineid, mis pakub keraamilise materjalina suurep\u00e4rast korrosioonikindlust, mis v\u00f5ib v\u00e4hendada elektris\u00f5idukite aktiivseid jahutuss\u00fcsteeme.<\/p>\n<p>R\u00e4nikarbiid (SiC) on kovalentselt seotud helehall tahke aine, mille suhteline k\u00f5vadus on Mohsi skaalal teemandi omaga v\u00f5rdne. Neid omadusi omavad tulekindlad materjalid on ideaalsed kasutamiseks, kuna SiC-l on k\u00f5rge sulamistemperatuur, soojusjuhtivus ja madal soojuspaisumise kiirus.<\/p>\n<p>R\u00e4nikarbiidi v\u00f5ib legeerida l\u00e4mmastiku v\u00f5i fosforiga, et moodustada n-t\u00fc\u00fcpi pooljuht; v\u00f5i legeerida ber\u00fclliumi, boori, alumiiniumi ja galliumiga, et moodustada p-t\u00fc\u00fcpi pooljuht. T\u00e4nu oma laiale ribal\u00fcngale, mis v\u00f5imaldab taluda kolm korda suuremat pinget kui tavalistel r\u00e4nipooljuhtidel. R\u00e4nikarbiidist on saanud elektroonikaseadmete tootmisel kasutatav materjal, kuna seda kasutatakse laialdaselt elektroonikakomponentide materjalina.<\/p>\n<p>Looduslikud r\u00e4nikarbiidi varud esinevad teatavates meteoriidiproovides, korundimaardlates ja kimberliidis, kuid enamik t\u00f6\u00f6stuslikust r\u00e4nikarbiidist on s\u00fcnteetiliselt toodetud. SSiC ja SiSiC variandid on nende soojusomaduste t\u00f5ttu \u00fcks k\u00f5ige sagedamini kasutatavaid materjale sellistes n\u00f5udlikes tingimustes nagu 3D-tr\u00fckk, ballistika tootmine, keemiatootmine ja energiatehnoloogia rakendused ning torus\u00fcsteemide komponendid; nende suurem tihedus v\u00f5rreldes puhta kvartsiga muudab need \u00fchendid ahvatlevaks metalli asendajaks ning nad pakuvad head j\u00e4ikust, k\u00f5vadust ja k\u00f5rge temperatuurikindlusega omadusi, mis konkureerivad puhta kvartsi soojusomadustega v\u00f5rreldes puhta kvartsi ja k\u00f5rge temperatuurikindlusega, muutes need \u00fchendid atraktiivseks metalli asendavaks alternatiiviks.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Silicon carbide, more commonly referred to as Carborundum or SiC, is a hard ceramic material with numerous applications. This versatile [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-90","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-sic-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/90","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=90"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/90\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":91,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/90\/revisions\/91"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=90"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=90"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=90"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}