W\u0119glik krzemu (SiC) to niezwykle twardy syntetyczny zwi\u0105zek krzemu i w\u0119gla, kt\u00f3ry wyst\u0119puje naturalnie jako klejnot moissanit oraz, w mniejszym stopniu, w w\u0119glowych meteorytach chondrytowych.<\/p>\n
Wytwarzany przez topienie piasku kwarcowego i koksu w wysokich temperaturach w piecu elektrycznym, kwarc wyst\u0119puje w co najmniej 70 r\u00f3\u017cnych formach krystalicznych; najbardziej rozpowszechniona jest forma alfa o heksagonalnej strukturze krystalicznej podobnej do wurcytu.<\/p>\n
W\u0119glik krzemu, cz\u0119\u015bciej okre\u015blany jako Carborundum, jest nietlenkowym zwi\u0105zkiem ceramicznym o wyj\u0105tkowej twardo\u015bci i odporno\u015bci chemicznej, kt\u00f3ry ust\u0119puje jedynie diamentowi. Co wi\u0119cej, w\u0119glik krzemu w czystej postaci jest odporny na utlenianie w wy\u017cszych temperaturach, zapewniaj\u0105c bardziej niezawodne przewodnictwo elektryczne i przewodno\u015b\u0107.<\/p>\n
Podgrzewanie piasku krzemionkowego z w\u0119glem w piecu elektrycznym w celu wytworzenia SiC. Zielony do niebieskawo-czarnego, krystaliczny materia\u0142 mo\u017ce by\u0107 nast\u0119pnie podzielony na gatunki o r\u00f3\u017cnych w\u0142a\u015bciwo\u015bciach fizycznych: na przyk\u0142ad metalurgiczny gatunek A ma gruboziarniste warstwy; podczas gdy g\u0142adsze kryszta\u0142y gatunku b tworz\u0105 g\u0142adsze struktury.<\/p>\n
Te wielorakie struktury warstwowe wykazuj\u0105 charakterystyczne w\u0142a\u015bciwo\u015bci elektryczne, optyczne i termiczne. Ich wi\u0105zania atomowe sk\u0142adaj\u0105 si\u0119 z czterech atom\u00f3w krzemu po\u0142\u0105czonych z czterema atomami w\u0119gla w nieregularny kwadratowy wz\u00f3r tworz\u0105cy cztery sze\u015bciok\u0105tne kryszta\u0142y; zapewnia to w\u0142a\u015bciwo\u015bci p\u00f3\u0142przewodnikowe o szerokim pa\u015bmie przenoszenia. Wyt\u0142aczanie lub prasowanie izostatyczne na zimno mo\u017ce kszta\u0142towa\u0107 te materia\u0142y w pr\u0119ty lub rury do wykorzystania jako pr\u0119ty i rury.<\/p>\n
W\u0119glik krzemu (SiC), cz\u0119\u015bciej nazywany karborundem, to twardy zwi\u0105zek chemiczny krzemu i w\u0119gla o w\u0142a\u015bciwo\u015bciach p\u00f3\u0142przewodnikowych z szerokim pasmem wzbronionym. Z natury ogniotrwa\u0142y, SiC jest r\u00f3wnie\u017c znany ze swojej wysokiej przewodno\u015bci cieplnej i niskiej rozszerzalno\u015bci cieplnej, co czyni go bardzo odpornym na szok termiczny.<\/p>\n
Krystaliczny SiC krystalizuje w \u015bci\u015ble upakowanej strukturze z czterema atomami krzemu i czterema atomami w\u0119gla zwi\u0105zanymi w koordynacji tetraedrycznej i ma ponad 70 poliptyp\u00f3w; alfa SiC jest najcz\u0119\u015bciej spotykany w temperaturach powy\u017cej 2000 \u00b0 C z sze\u015bciok\u0105tn\u0105 struktur\u0105 krystaliczn\u0105 podobn\u0105 do Wurtzite. Tymczasem modyfikacja beta ze struktur\u0105 krystaliczn\u0105 cynkblendy podobn\u0105 do diamentu i sfalerytu wyst\u0119puje w ni\u017cszych temperaturach.<\/p>\n
Karborund jest niezwykle rzadk\u0105 substancj\u0105 w przyrodzie, ale podstawowym pierwiastkiem w bogatych w w\u0119giel meteorytach w kosmosie. Po raz pierwszy sztucznie zsyntetyzowany w 1891 roku przez Edwarda Achesona w ramach jego prac nad produkcj\u0105 sztucznych diament\u00f3w, materia\u0142 ten zosta\u0142 ostatecznie odkryty naturalnie w meteorycie Canyon Diablo w Arizonie w 1893 roku i nazwany moissanitem na cze\u015b\u0107 laureata nagrody Nobla Henri Moissana.<\/p>\n
W\u0119glik krzemu ma niezwykle tward\u0105 powierzchni\u0119 z ocen\u0105 9 w skali Mohsa, co czyni go najtwardsz\u0105 ceramik\u0105 nietlenkow\u0105 i jednym z najtwardszych materia\u0142\u00f3w w og\u00f3le. Jest to doskona\u0142y materia\u0142 do zastosowa\u0144 wymagaj\u0105cych zu\u017cycia mechanicznego, takich jak materia\u0142y \u015bcierne i ogniotrwa\u0142e, a jednocze\u015bnie charakteryzuje si\u0119 dobrymi w\u0142a\u015bciwo\u015bciami termicznymi, kt\u00f3re s\u0105 odporne na wysokie temperatury i szok termiczny.<\/p>\n
Krzem zast\u0119puje po\u0142ow\u0119 atom\u00f3w w\u0119gla, zapewniaj\u0105c lepsze w\u0142a\u015bciwo\u015bci przewodzenia ciep\u0142a ze wzgl\u0119du na podobny promie\u0144 atomowy mi\u0119dzy krzemem a w\u0119glem - co pomaga zmniejszy\u0107 rozpraszanie fonon\u00f3w.<\/p>\n
W\u0119glik krzemu ma posta\u0107 opalizuj\u0105cych kryszta\u0142\u00f3w o barwie od \u017c\u00f3\u0142tej przez zielon\u0105 do niebieskawo-czarnej, kt\u00f3re sublimuj\u0105 podczas rozk\u0142adu w temperaturze 2700 stopni Celsjusza. Chocia\u017c nierozpuszczalny w wodzie, SiC jest rozpuszczalny w stopionych alkaliach, takich jak NaOH i KOH, a tak\u017ce w stopionym \u017celazie, a jego modu\u0142 Younga i twardo\u015b\u0107 zale\u017c\u0105 od tekstury, uskok\u00f3w, wielko\u015bci ziarna i charakteru granic ziaren.<\/p>\n
Szerokie pasmo wzbronione w\u0119glika krzemu pozwala mu wytrzyma\u0107 wy\u017csze temperatury i napi\u0119cia ni\u017c krzem, dzi\u0119ki czemu nadaje si\u0119 do zastosowa\u0144 wymagaj\u0105cych szybkich, ale niezawodnych urz\u0105dze\u0144 elektronicznych. Co wi\u0119cej, jego zdolno\u015b\u0107 do wytrzymania takiego napi\u0119cia jest nieoceniona w systemach akumulator\u00f3w pojazd\u00f3w elektrycznych, kt\u00f3re zmniejszaj\u0105 zar\u00f3wno rozmiar, jak i wag\u0119 poprzez ca\u0142kowite wyeliminowanie falownik\u00f3w.<\/p>\n
SiC jest popularnym materia\u0142em ze wzgl\u0119du na po\u0142\u0105czenie w\u0142a\u015bciwo\u015bci ceramicznych i p\u00f3\u0142przewodnikowych, co przyczynia si\u0119 do rozwoju technologii elektronicznej. Co wi\u0119cej, jego twardo\u015b\u0107, wytrzyma\u0142o\u015b\u0107, niska rozszerzalno\u015b\u0107 cieplna i odporno\u015b\u0107 na reakcje chemiczne przyczyni\u0142y si\u0119 do wzrostu jego popularno\u015bci.<\/p>\n
W\u0119glik krzemu jest wytwarzany przez ogrzewanie czystego piasku krzemionkowego z w\u0119glem w piecu elektrycznym, tworz\u0105c wlewki zar\u00f3wno gatunk\u00f3w metalurgicznych, jak i \u015bciernych, znanych jako a-SiC i b-SiC w zale\u017cno\u015bci od jako\u015bci i zamierzonego zastosowania. Po uformowaniu wlewk\u00f3w s\u0105 one ci\u0119te na r\u00f3\u017cne rozmiary i kszta\u0142ty w zale\u017cno\u015bci od po\u017c\u0105danych zastosowa\u0144, a nast\u0119pnie mieszane z dodatkowymi pierwiastkami, takimi jak aluminium lub azot, w celu uzyskania po\u017c\u0105danych w\u0142a\u015bciwo\u015bci.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon Carbide (SiC) is an extremely hard synthetic compound of silicon and carbon that occurs naturally as the gem moissanite […]<\/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-62","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-sic-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/62","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=62"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/62\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":63,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/62\/revisions\/63"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=62"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=62"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=62"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}