{"id":42,"date":"2024-03-26T16:24:26","date_gmt":"2024-03-26T08:24:26","guid":{"rendered":"http:\/\/siliconcarbideceramic.net\/?p=42"},"modified":"2024-03-26T16:24:27","modified_gmt":"2024-03-26T08:24:27","slug":"piikarbidin-rakenne-ja-sovellukset","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/fi\/silicon-carbide-structure-and-applications\/","title":{"rendered":"Piikarbidin rakenne ja sovellukset"},"content":{"rendered":"<p>Piikarbidi eli SiC on eritt\u00e4in vahva ja kest\u00e4v\u00e4 materiaali, jolla on ainutlaatuisia s\u00e4hk\u00f6isi\u00e4 ominaisuuksia.<\/p>\n<p>Kiteinen hiili voi kiteyty\u00e4 tihe\u00e4sti pakkautuneiksi rakenteiksi, jotka ovat kovalenttisesti sidoksissa toisiinsa. Sen atomit muodostavat kaksi primaarista koordinaatiotetraedri\u00e4, joiden kummassakin kulmassa on nelj\u00e4 hiili- ja nelj\u00e4 piiatomia, jotka yhdistyv\u00e4t kulmiensa kautta muodostaen polytyyppisi\u00e4 rakenteita, joita kutsutaan polytyypeiksi.<\/p>\n<h2>Fysikaaliset ominaisuudet<\/h2>\n<p>Piikarbidi on eritt\u00e4in kova materiaali, jonka Mohsin kovuusluokitus on 9-10. Se sijoittuu alumiinioksidin ja timantin v\u00e4liin. Piikarbidia k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n laajalti hiontamateriaalina nykyaikaisessa lapidariassa, hionta- ja ty\u00f6st\u00f6toiminnoissa, teollisuusuunien tulenkest\u00e4v\u00e4n\u00e4 vuorauksena, leikkuuty\u00f6kaluina, pumppujen ja rakettimoottoreiden kulutusta kest\u00e4vin\u00e4 osina, skeittilaudan kulutusta kest\u00e4v\u00e4n\u00e4 pitoteippin\u00e4 sek\u00e4 karborundum-painossa, jossa alumiinilevylle levitet\u00e4\u00e4n karborundum-hiukkasia ja painetaan ne sitten paperille valssilevypainokoneilla (Mountain).<\/p>\n<p>Synteettisi\u00e4 polykarbonaatteja voidaan valmistaa synteettisesti joko reaktiosidonta- tai sintrausprosesseilla, joista j\u00e4lkimm\u00e4ist\u00e4 tehostetaan lis\u00e4\u00e4m\u00e4ll\u00e4 sintrauksen apuaineeksi 0,5% hiilt\u00e4 tai 0,5% booria pintadiffuusion est\u00e4miseksi ja raerajojen energian muuttamiseksi (Mountain).<\/p>\n<p>SiC on vaikuttava teollinen keraaminen materiaali, jolla on monipuoliset mekaaniset ominaisuudet, jotka tekev\u00e4t siit\u00e4 korvaamattoman arvokkaan erilaisissa teollisuusymp\u00e4rist\u00f6iss\u00e4. Koska sen l\u00e4mm\u00f6njohtavuus on korkea ja l\u00e4mp\u00f6laajeneminen on v\u00e4h\u00e4ist\u00e4, sen k\u00e4ytt\u00f6 maanp\u00e4\u00e4llisten s\u00e4hk\u00f6ajoneuvojen voimansiirtoj\u00e4rjestelmien tehoelektroniikassa on yleistynyt entisest\u00e4\u00e4n. Lis\u00e4ksi SiC:n s\u00e4hk\u00f6iset ominaisuudet voivat korvata perinteiset piipuolijohteet korkeamman j\u00e4nnitteen sovelluksissa, kuten s\u00e4hk\u00f6ajoneuvojen ajovaihtosuuntaajissa ja latausasemien DC\/DC-muuntimissa.<\/p>\n<h2>Kemialliset ominaisuudet<\/h2>\n<p>Piikarbidiin voidaan lis\u00e4t\u00e4 typpe\u00e4 ja fosforia n-tyyppisten puolijohteiden muodostamiseksi, kun taas beryllium, boori, alumiini ja gallium voidaan lis\u00e4t\u00e4 siihen p-tyyppisten puolijohteiden muodostamiseksi. Piikarbidi on tiiviin ja symmetrisen rakenteensa ansiosta ihanteellinen alusta dopingille.<\/p>\n<p>Tulenkest\u00e4v\u00e4 materiaali on kovaa, haurasta ja l\u00e4mp\u00f6\u00e4 johtavaa. Se kest\u00e4\u00e4 korkeita l\u00e4mp\u00f6tiloja ja j\u00e4nnitteit\u00e4, ja sen alhainen l\u00e4mp\u00f6laajenemiskerroin tarjoaa etuja, kun sit\u00e4 k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n sovelluksissa, joissa l\u00e4mp\u00f6tila vaihtelee.<\/p>\n<p>Vaikka luonnollista moissanitea (Csi3SiO6) l\u00f6ytyy meteoriiteista ja kimberliitist\u00e4, suurin osa nyky\u00e4\u00e4n myyt\u00e4v\u00e4st\u00e4 piikarbidista on synteettist\u00e4. Se on kemiallisesti inertti\u00e4, sill\u00e4 se kest\u00e4\u00e4 orgaanisten happojen ja em\u00e4sten aiheuttamaa korroosiota, lukuun ottamatta fluorivetyhappoa ja rikkihappoa; se on liukenematon veteen tai muihin liuottimiin, mutta liukenee sulaan em\u00e4ksiseen aineeseen, kuten NaOH:hon tai KOH:hon.<\/p>\n<h2>S\u00e4hk\u00f6iset ominaisuudet<\/h2>\n<p>Piikarbidi (SiC) on puolijohdemateriaali, joka sijaitsee metallien (jotka johtavat s\u00e4hk\u00f6\u00e4) ja eristeiden (jotka eiv\u00e4t johda s\u00e4hk\u00f6\u00e4) v\u00e4liss\u00e4. SiC:n s\u00e4hk\u00f6iset ominaisuudet riippuvat l\u00e4mp\u00f6tilasta ja sen koostumukseen sis\u00e4ltyvist\u00e4 ep\u00e4puhtauksista: matalissa l\u00e4mp\u00f6tiloissa se toimii eristeen\u00e4, kun taas korkeammissa l\u00e4mp\u00f6tiloissa sen johtavuus on huomattava. SiC:n johtavuutta voidaan edelleen parantaa lis\u00e4\u00e4m\u00e4ll\u00e4 alumiini-, boori- tai galliumep\u00e4puhtauksia, jotka lis\u00e4\u00e4v\u00e4t vapaita varauksenkuljettajia ja muuttavat SiC:n P-tyypin puolijohteeksi.<\/p>\n<p>Saven fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien yhdistelm\u00e4 tekee siit\u00e4 houkuttelevan materiaalin eri teollisuudenaloilla, aina kulumiskest\u00e4vyytt\u00e4 ja jarrulujuutta parantavista keraamisista levyist\u00e4 sen korkeaan l\u00e4mm\u00f6njohtavuuteen ja alhaiseen laajenemiskertoimeen, jotka mahdollistavat sen k\u00e4yt\u00f6n korkean l\u00e4mp\u00f6tilan sovelluksissa.<\/p>\n<p>Lis\u00e4ksi sen ainutlaatuinen kaistaleveys mahdollistaa sen toiminnan korkeammilla j\u00e4nnitteill\u00e4 ja taajuuksilla kuin perinteisen piipohjaisen elektroniikan, mik\u00e4 tekee siit\u00e4 t\u00e4ydellisen materiaalin teholaitteille, kuten diodeille, transistoreille ja tyristoreille.<\/p>\n<h2>L\u00e4mp\u00f6ominaisuudet<\/h2>\n<p>Piikarbidi (SiC) on ep\u00e4orgaaninen keraaminen aine, jolla on erinomaiset l\u00e4mp\u00f6ominaisuudet, joten se soveltuu moniin eri sovelluksiin. Piikarbidia k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n sovelluksissa, jotka vaihtelevat kulutusta kest\u00e4vist\u00e4 osista ja hioma-aineista sen kovuuden vuoksi, tulenkest\u00e4viss\u00e4 aineissa ja keramiikassa sen l\u00e4mm\u00f6nkest\u00e4vyyden ja alhaisen l\u00e4mp\u00f6laajenemisen vuoksi sek\u00e4 elektroniikassa, jossa se pystyy johtamaan s\u00e4hk\u00f6\u00e4 \u00e4\u00e4rimm\u00e4isiss\u00e4 l\u00e4mp\u00f6tiloissa.<\/p>\n<p>SiC on tehokas l\u00e4mm\u00f6njohdin, koska sen timanttikuutiomainen kiderakenne, jossa puolet atomeista on korvattu piill\u00e4, tarjoaa erinomaisen l\u00e4mm\u00f6njohtavuuden. SiC:ll\u00e4 on tehokas kaistaleveys, jonka ansiosta elektronit voivat helposti liikkua sen valenssi- ja johtumiskaistojen v\u00e4lill\u00e4 verrattuna eristeisiin, jotka vaativat liikaa energiaa, jotta elektronit ylitt\u00e4isiv\u00e4t kaistojensa v\u00e4lisen raon.<\/p>\n<p>SiC:n kiderakenne voi olla erimuotoinen, niin sanottu polytyyppi. Kukin polytyyppi koostuu kerroksista, jotka on pinottu tiettyyn pinoamisj\u00e4rjestykseen, joka johtaa ainutlaatuisiin atomij\u00e4rjestelyihin - t\u00e4m\u00e4 antaa SiC:lle eritt\u00e4in korkean ominaisl\u00e4mm\u00f6n ja alhaisen l\u00e4mp\u00f6laajenemiskertoimen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Silicon carbide, or SiC, is an extremely strong and durable material with some unique electrical properties. Crystalline carbon can be [&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-42","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-sic-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/42","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=42"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/42\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":43,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/42\/revisions\/43"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=42"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=42"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=42"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}