Carbură de siliciu Definiție

Carbura de siliciu (SiC) este un compus cristalin insolubil format din siliciu și carbon. Denumit în mod obișnuit prin denumirea comercială "carborundum", SiC se găsește și în stare naturală sub forma mineralului ultra rar moissanite.

PEEK este utilizat în dispozitive electronice care funcționează la temperaturi și tensiuni ridicate, cum ar fi sursele de alimentare. În plus, este un material esențial în vehiculele electrice; creșterea autonomiei și îmbunătățirea eficienței energetice prin creșterea duratei de viață a bateriei și a eficienței energetice este promisiunea sa.

Este un material natural abraziv

Carbura de siliciu, denumită mai frecvent SiC, este un material extrem de abraziv care se găsește frecvent în meteoriți și în mineralul rar moissanite. Compus în întregime din siliciu și carbon, SiC poate fi dopat cu azot sau fosfor pentru a fi utilizat ca semiconductor de tip n sau cu aluminiu, bor sau galiu pentru aplicații semiconductoare de tip p. Șmirghelul industrial conține adesea SiC ca unul dintre ingredientele sale, în timp ce boabele sale ascuțite ca briciul pot șlefui fără efort metalul, sticla, marmura, piatra de plută carton de fibră de densitate medie carton de fibră de densitate medie pentru utilizare abrazivă rapidă - perfect pentru utilizare ca material abraziv!

Aluminiul este o alegere ideală pentru aplicațiile de înaltă performanță care necesită proprietăți chimice puternice, conductivitate termică, coeficient de dilatare scăzut și rezistență la uzură. Acest metal versatil poate fi găsit în aplicații precum abrazive, piese rezistente la uzură și materiale refractare datorită durității sale; electronice datorită stabilității și fiabilității sale; precum și în aplicații metalurgice datorită rezistenței sale la căldură.

Proprietățile mecanice și chimice unice ale carburii de siliciu o fac o alegere excelentă de material pentru aplicații inginerești de înaltă performanță, cum ar fi rulmenți de pompe, supape, injectoare de sablare, matrițe de extrudare, durabilitatea rezistența la coroziune și punctul de topire ridicat o fac un material excelent de ales atunci când este aplicat în situații inginerești extreme. Solul greu poate produce mai puțină frecare pe suprafața sa comparativ cu condițiile de sol ușor, în timp ce praful de carbură de siliciu poate provoca fibroză pulmonară nonprogresivă la om.

Este un material ceramic

Carbura de siliciu, denumită mai frecvent carborundum, este un compus cristalin extraordinar de dur din siliciu și carbon care a fost utilizat ca material abraziv încă de la introducerea sa la sfârșitul secolului al XIX-lea. Folosit de atunci în primul rând la polizoare și unelte de tăiere, utilizarea sa versatilă variază de la căptușelile refractare ale cuptoarelor industriale și piesele rezistente la uzură din pompe și motoare de rachete până la ceramică și semiconductori; datorită rezistenței sale la coroziune și oxidare, precum și rezistenței la temperaturi ridicate cu dilatare termică minimă, acesta este unul dintre cele mai utilizate materiale ceramice utilizate vreodată în prezent.

Carbura de siliciu este o ceramică neoxidată cu un interval de bandă de trei ori mai mare decât semiconductorii standard din siliciu, ceea ce înseamnă că poate suporta tensiuni mai mari. În plus, procesul său de sinterizare produce particule foarte mici, care sunt mai puțin susceptibile de a deteriora circuitele electronice. Atunci când se adaugă dopanți precum borul și aluminiul, carbura de siliciu devine un semiconductor de tip p; în schimb, atunci când se introduce dopant cu fosfor și azot, aceasta se transformă într-un semiconductor de tip n.

Sinterizarea carburii de siliciu este un proces ușor, care produce produse dense cu proprietăți mecanice remarcabile. Duritatea sa este esențială pentru multe procese de prelucrare abrazivă, cum ar fi șlefuirea, tăierea cu jet de apă și sablarea; lapidarii moderni apreciază, de asemenea, durabilitatea și stabilitatea dimensională ridicată a carburii de siliciu; aceasta poate fi utilizată chiar și pentru fabricarea discurilor de frână de înaltă performanță pentru mașini sport sau alte vehicule performante.

Este un material pentru electronica de putere

Carbura de siliciu, sau SiC, este un material ceramic neoxid care este utilizat în aplicații care variază de la materiale abrazive și piese rezistente la uzură, datorită durității sale, la metalurgie și materiale refractare, datorită rezistenței la căldură și dilatării termice; aplicații în electronica de putere datorită proprietăților sale de rezistență la tensiune; dopat cu azot sau fosfor pentru a forma semiconductori de tip n sau dopat cu beriliu, bor și aluminiu pentru a forma semiconductori de tip p; structura sa cristalină compactă formează politipuri cu compoziții chimice diferite, precum și caracteristici electrice; deși insolubil în apă, se dizolvă în medii alcaline sau care conțin fier.

SiC se deosebește de siliciu printr-un bandgap mult mai larg care îi permite să demonstreze semiconductivitate. Ca atare, este alegerea ideală pentru aplicațiile de înaltă tensiune, rezistând la tensiuni de zece ori mai mari decât poate tolera siliciul.

Carbura de siliciu se mândrește cu o conductivitate termică superioară, ceea ce îi permite să reziste la temperaturi de până la 1.400degC - semnificativ mai mare decât limita de 175degC a siliciului standard. Prin urmare, carbura de siliciu reduce nevoia de sisteme active de răcire în dispozitivele electronice de putere, cum ar fi convertoarele DC-to-DC și încărcătoarele de bord.

Carbura de siliciu poate fi fabricată prin diverse procedee, inclusiv prin metode de reacție-lipire și CVD. Metodele de legare prin reacție implică amestecarea pudrei de SiC cu pudră de carbon și plastifiant înainte de a o modela în formele dorite înainte de a arde orice plastifiant prezent în amestec. CVD presupune încălzirea nisipului de siliciu pur amestecat cu cocs într-un cuptor cu rezistență electrică de tip cărămidă în timp ce trece curent prin conductorul acestuia; ulterior, acesta este măcinat în pulbere fină pentru a fi utilizat ca abraziv.

Este un material pentru industria auto

Carbura de siliciu, sau SiC, este una dintre cele mai dure substanțe cunoscute. Acesta este utilizat în primul rând ca material auto în discurile de frână de înaltă performanță pentru mașini sport și supercaruri; cu toate acestea, semiconductorii și componentele electronice de putere utilizează, de asemenea, acest material datorită proprietăților sale fizice și electrice excelente care îl fac potrivit pentru aplicații de înaltă tensiune.

Materialele ceramice cu proprietăți ceramice neoxidabile dezirabile reprezintă o alegere excelentă pentru numeroase aplicații industriale, de la senzori și dispozitive semiconductoare până la tehnologii portabile și implanturi medicale. Ceramica dopată cu diferite cantități de aluminiu, bor sau carbon poate obține caracteristici de performanță specifice pentru diverse utilizări industriale și poate fi produsă în dispozitive de joasă tensiune pentru utilizare la înaltă tensiune.

Structura atomică a SiC îl face un conductor excelent, ceea ce îl face ideal pentru utilizarea ca tranzistor în vehiculele electrice (EV). Aceste cipuri reduc căldura generată în timpul funcționării pentru o eficiență sporită și o durată de viață mai lungă a bateriei, fiind totodată capabile să suporte temperaturi de funcționare mai ridicate, eliminând astfel sistemele active de răcire care adaugă greutate și complexitate la proiectarea unui vehicul electric.

Fabricarea carburii de siliciu s-a schimbat de-a lungul timpului, dar procesul de bază rămâne similar cu cel inițiat de Edward Acheson în 1891. Un amestec de nisip silicios pur și cărbune de cocs sunt încălzite într-un cuptor electric până când sunt aprinse de o bujie electrică realizată dintr-un conductor de carbon, rezultând cristale verzi strălucitoare cu o duritate considerabilă.