A szilíciumkarbid (más néven karborundum) szilícium- és szénatomokból álló szervetlen kémiai vegyület, amely a természetben moissanitként fordul elő, és 1893 óta tömegesen gyártják csiszolóanyagként.
A SiC több mint 70 kristályos formában létezik, két polimorfra osztva: alfa-szilíciumkarbid (a-SiC) és béta-szilíciumkarbid (b-SiC). Kísérleti hibán belül mindkét forma egyidejűleg olvad 10 GPa nyomáson.
Negatív lejtése van
A szilíciumkarbid rendkívül kemény és sűrű anyag, amelynek számos alkalmazási területe van. Olyan termékekben található meg, mint a csiszolópapír, csiszolókorongok, vágószerszámok, autóipari alkatrészek és autóipari tűzálló anyagok; emellett keménysége és alacsony hőtágulási rátája miatt tűzálló anyagként szolgál kemencékben, kemencékben és tűzálló bélésekben, valamint tüköranyagként csillagászati távcsövekben.
Edward Goodrich Acheson 1891-ben állított elő először tömegesen szilíciumkarbidot, amikor egy elektromos kemencében agyag és porított koksz (szén) keverékét hevítette, és "karborundum" néven ismert kék-fekete anyagot állított elő.
A szilícium-karbid 5-8 GPa közötti nyomáson történő olvadásának vizsgálata kimutatta, hogy a szilícium-karbid minden vizsgált nyomáson kongruens módon olvad, és olvadási görbéjének negatív meredeksége -44 + 4 K/GPa, ami bizonyítja, hogy a sűrűségfunkcionál-elmélet pontosan megjósolta.
Pozitív meredekségű
A szilíciumkarbid (SiC) egy nem oxidos kerámiaanyag, amely kivételes tulajdonságokkal rendelkezik, és ezért számos magas hőmérsékletű alkalmazásban hasznos. A SiC kemény és rendkívül erős, polikristályos testének szilárdsága akár 27 GPa is lehet; emellett kiváló kúszásállósági tulajdonságokkal és alacsony hőtágulási sebességgel rendelkezik.
A kerámia kerámia (CeO2) vízben nem oldódik, de oldódik az olvadt lúg- és vasoldatokban, így a legkeményebb a fejlett szerkezeti kerámiák közül, ellenáll a kopásnak, a korróziónak, az ütődésnek és a nagy nyomáson történő hőtágulásnak; így tökéletesen alkalmas magas hőmérsékletű alkalmazásokban, például atomreaktorok alkatrészeiben való felhasználásra.
A szilíciumkarbid, közismertebb nevén a-SiC, gyakran megtalálható az elektromos járművek fékjeiben és tengelykapcsolóiban, valamint golyóálló mellényekben, és heterogén katalizátorok hordozóanyagaként is használják. Ennek az anyagnak az ipari mennyiségű előállításához még mindig elektromos kemencékben finomra őrölt koksszal redukált tiszta kovahomokot használnak; a szilícium-karbid ipari méretű előállítása továbbra is népszerű választás a teljesítményelektronikában használt nagyfeszültségű alkalmazásokhoz.
Negatív hőmérsékleti együtthatóval rendelkezik
A szilíciumkarbid, más néven szilícium-dioxid, egy kemény kémiai vegyület, amely szilíciumból és szénből áll, és a természetben moissanit ásványként fordul elő, de 1893 óta tömegesen gyártják por és kristály formájában, csiszolóanyagként és golyóálló mellény kerámialapként való felhasználásra. A nagy, egykristályos szemcsék szinterezéssel összekapcsolhatók, hogy rendkívül kemény szerkezeti kerámiákat állítsanak elő; emellett gyakran használják szintetikus moissanit drágakövek, úgynevezett szintetikus moissanit drágakövek készítésére. A szilícium-karbid félvezetőként is működik; nitrogénnel vagy foszforral történő adalékolással n-típusú anyaggá tehető; hasonlóképpen a berillium, a bór vagy az alumínium megváltoztathatja p-típusú anyaggá attól függően, hogy milyen tulajdonságai lesznek adalékolással adalékolással n-típusú félvezető anyaggá változtatja.
A szilícium-karbidnak tág sávhézaga és nagy elektromos térbeli átbomlási szilárdsága van, ami alkalmassá teszi a rendkívül magas hőmérsékleten vagy feszültségen működő elektronikai eszközökhöz. Továbbá a termikus sokknak ellenálló jellege miatt széles körben alkalmazzák. A szilíciumkarbid különböző (kocka, rombuszos vagy hatszögletű) egységcellákban létezik. Ha agyaggal sűrítik, akkor gátolhatják a nyák növekedését, miközben megakadályozzák a SiO2 képződését, amely egyébként csökkentené a rugalmassági modulust. Különböző tanulmányok vizsgálták az olvadási viselkedését nagy nyomás alatt ab initio molekuladinamikai szimulációkkal, amelyek sűrűségfunkcionál-elméleti szimulációkon alapulnak.
Pozitív nyomási együtthatóval rendelkezik
A szilíciumkarbid egy rendkívül kemény és merev kerámiaanyag, amelyet magas hőmérséklettűrő képessége, alacsony hőtágulási együtthatója és kémiai reakciókkal szembeni ellenállása jellemez. Különböző méretekben és formákban kapható, többek között szemcsés formában a vásárláshoz, valamint ostyaként, amelyből nagy távcsövek tükrei készíthetők. A szilíciumkarbid gyártási módszerei a közvetlen szénszintézistől a kémiai gőzfázisú leválasztásig terjednek.
A Debye-hőmérséklet nyomásfüggésének vizsgálata ZB és RS SiC-ben 3100+40 K-tól 5-8 GPa-ig terjedő hőmérsékleten, 3100+40 K-tól 5-8 GPa-ig terjedő hőmérsékleten, oltási kísérletek és in situ mérések segítségével történt, oltási kísérletek és in situ mérések segítségével. Az eredmények azt mutatják, hogy környezeti nyomáson mindkét Lame-állandó (l, m) pozitív, m növekvő eltérésével, ami a töltésátviteli kölcsönhatásokat magában foglaló nem centrális soktestű erők erősségének növekedésére utal magasabb nyomáson, ami a SiC összenyomhatóságának mechanikai merevségét eredményezi.