Il carburo di silicio (SiC) \u00e8 un composto sintetico estremamente duro di silicio e carbonio che si trova in natura sotto forma di gemma, la moissanite, e, in misura minore, nelle condriti carbonacee.<\/p>\n
Prodotto dalla fusione di sabbia silicea e coke ad alte temperature in un forno elettrico, il quarzo esiste in almeno 70 forme cristalline diverse; la forma alfa con struttura cristallina esagonale simile alla wurtzite \u00e8 la pi\u00f9 diffusa.<\/p>\n
Il carburo di silicio, pi\u00f9 comunemente chiamato Carborundum, \u00e8 un composto ceramico non ossidato con eccezionali propriet\u00e0 di durezza e resistenza chimica, secondo solo al diamante. Inoltre, il carburo di silicio in forma pura resiste all'ossidazione a temperature pi\u00f9 elevate per una conduzione elettrica e una conduttivit\u00e0 pi\u00f9 affidabili.<\/p>\n
Riscaldare la sabbia di silice con il carbonio in un forno elettrico per produrre SiC. Il materiale cristallino prodotto, di colore verde o nero-bluastro, pu\u00f2 essere separato in gradi con propriet\u00e0 fisiche diverse: ad esempio, il grado metallurgico A presenta strati grossolani, mentre i cristalli di grado b formano strutture pi\u00f9 lisce.<\/p>\n
Questi politipi di strutture stratificate presentano propriet\u00e0 elettriche, ottiche e termiche distintive. I loro legami atomici sono costituiti da quattro atomi di silicio legati a quattro atomi di carbonio in uno schema quadrato irregolare che forma quattro cristalli esagonali; ci\u00f2 fornisce propriet\u00e0 semiconduttrici ad ampio band-gap. L'estrusione o la pressatura isostatica a freddo possono modellare questi materiali in barre o tubi da utilizzare come barre e tubi.<\/p>\n
Il carburo di silicio (SiC), pi\u00f9 comunemente chiamato carborundum, \u00e8 un composto chimico tenace di silicio e carbonio con propriet\u00e0 di semiconduttore ad ampio band-gap. Di natura refrattaria, il SiC \u00e8 noto anche per la sua elevata conducibilit\u00e0 termica e per le sue propriet\u00e0 di bassa espansione termica che lo rendono molto resistente agli shock termici.<\/p>\n
Il SiC cristallizza in una struttura a pacchetti ravvicinati con quattro atomi di silicio e quattro atomi di carbonio legati in coordinazione tetraedrica e presenta pi\u00f9 di 70 politipi; il SiC alfa si trova pi\u00f9 frequentemente a temperature superiori a 2000\u00b0C con una struttura cristallina esagonale simile alla Wurtzite. Nel frattempo, la modifica beta con struttura cristallina di zincoblenda simile al diamante e la formazione di sfalerite si verificano a temperature pi\u00f9 basse.<\/p>\n
Il carborundum \u00e8 una sostanza estremamente rara in natura, ma \u00e8 un elemento base dei meteoriti ricchi di carbonio presenti nello spazio. Sintetizzato artificialmente per la prima volta nel 1891 da Edward Acheson nell'ambito del suo lavoro di produzione di diamanti artificiali, il materiale \u00e8 stato poi scoperto naturalmente nel meteorite Canyon Diablo in Arizona nel 1893 e chiamato moissanite dal nome del premio Nobel Henri Moissan.<\/p>\n
Il carburo di silicio ha una superficie estremamente dura, con un punteggio di 9 sulla scala Mohs, che lo rende la ceramica non ossidata pi\u00f9 dura e uno dei materiali pi\u00f9 duri in assoluto. \u00c8 un materiale eccellente per le applicazioni che comportano usura meccanica, come gli abrasivi e i refrattari, e vanta buone propriet\u00e0 termiche che resistono agli ambienti ad alta temperatura e agli shock termici.<\/p>\n
Il silicio sostituisce la met\u00e0 degli atomi di carbonio, garantendo migliori propriet\u00e0 di conduzione del calore grazie al raggio atomico simile tra silicio e carbonio, che contribuisce a ridurre la dispersione dei fononi.<\/p>\n
Il carburo di silicio si presenta sotto forma di cristalli iridescenti di colore da giallo a verde a nero-bluastro che sublimano con la decomposizione a 2700degC. Sebbene sia insolubile in acqua, il SiC \u00e8 solubile in alcali fusi come NaOH e KOH e in ferro fuso e il suo modulo di Young e la sua durezza sono determinati dalla struttura, dai difetti di impilamento, dalla dimensione dei grani e dalla natura dei loro confini.<\/p>\n
L'ampio bandgap energetico del carburo di silicio gli consente di resistere a temperature e tensioni pi\u00f9 elevate rispetto al silicio, rendendolo adatto ad applicazioni che richiedono dispositivi elettronici veloci ma affidabili. Inoltre, la sua capacit\u00e0 di resistere a tali tensioni \u00e8 preziosa nei sistemi di batterie per veicoli elettrici che riducono le dimensioni e il peso eliminando del tutto gli inverter.<\/p>\n
Il SiC \u00e8 un materiale popolare grazie alla sua combinazione di propriet\u00e0 ceramiche e semiconduttrici, che contribuisce al progresso della tecnologia elettronica. Inoltre, la durezza, la forza, la bassa espansione termica e la resistenza alle reazioni chimiche hanno contribuito alla sua crescita di popolarit\u00e0.<\/p>\n
Il carburo di silicio viene creato riscaldando sabbia di silice pura con carbonio in un forno elettrico, creando lingotti di qualit\u00e0 metallurgica e abrasiva, noti come a-SiC e b-SiC a seconda della qualit\u00e0 e dell'uso previsto. Una volta formati, i lingotti vengono tagliati in diverse dimensioni e forme a seconda delle applicazioni desiderate, prima di essere miscelati con elementi aggiuntivi come alluminio o azoto per ottenere le caratteristiche desiderate.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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