Карбид кремния - зеркальный материал для астрономических телескопов

Карбид кремния (также называемый карборундом) - это неорганическое химическое соединение, состоящее из атомов кремния и углерода, встречающееся в природе в виде муассанита и массово производимое с 1893 года для использования в качестве абразива.

SiC существует в более чем 70 кристаллических формах, которые подразделяются на два полиморфа: альфа-карбид кремния (a-SiC) и бета-карбид кремния (b-SiC). В пределах экспериментальной погрешности обе формы плавятся одновременно при давлениях до 10 ГПа.

У него отрицательный наклон

Карбид кремния - чрезвычайно твердый и плотный материал, имеющий множество применений. Его можно найти в таких изделиях, как наждачная бумага, шлифовальные круги, режущие инструменты, автомобильные компоненты и автомобильные огнеупоры; кроме того, он служит огнеупором в печах, обжиговых печах и огнеупорной футеровке, а также зеркальным материалом в астрономических телескопах благодаря своей твердости и низкому коэффициенту теплового расширения.

Эдвард Гудрич Ачесон впервые массово произвел карбид кремния в 1891 году, нагрев в электропечи смесь глины и порошкообразного кокса (углерода), в результате чего получился материал сине-черного цвета, известный как "карборунд".

Исследования плавления карбида кремния при давлениях в диапазоне 5-8 ГПа показали, что он плавится конгруэнтно при всех изученных давлениях, а его кривая плавления имеет отрицательный наклон -44 + 4 К/ГПа, что свидетельствует о точном предсказании теории функционала плотности.

Он имеет положительный наклон

Карбид кремния (SiC) - это неоксидный керамический материал с исключительными свойствами, которые делают его полезным во многих высокотемпературных приложениях. SiC - твердый и чрезвычайно прочный материал с прочностью поликристаллического тела до 27 ГПа; кроме того, он обладает превосходными свойствами сопротивления ползучести и низкими показателями теплового расширения.

Керамика из диоксида керамики (CeO2) нерастворима в воде, но растворима в расплавленных растворах щелочи и железа, что делает ее самой твердой из всех современных конструкционных керамик, устойчивой к истиранию, коррозии, ударам и тепловому расширению при высоких давлениях, что делает ее идеальной для использования в высокотемпературных приложениях, таких как компоненты ядерных реакторов.

Карбид кремния, чаще называемый a-SiC, часто встречается в тормозах и сцеплениях электромобилей, пуленепробиваемых жилетах, а также используется в качестве подложки для гетерогенных катализаторов. Для производства промышленных объемов этого материала по-прежнему используются электрические печи с чистым кварцевым песком, восстановленным с помощью тонкоизмельченного кокса в электропечи; производство карбида кремния в промышленных масштабах остается популярным выбором для высоковольтных приложений в силовой электронике.

Он имеет отрицательный температурный коэффициент

Карбид кремния, также известный как диоксид кремния, - это твердое химическое соединение, состоящее из кремния и углерода, которое встречается в природе в виде минерала муассанита, но с 1893 года массово производится в виде порошка и кристаллов для использования в качестве абразива и материала для пуленепробиваемых керамических пластин. Крупные монокристаллические зерна могут быть соединены путем спекания для получения чрезвычайно прочной структурной керамики; кроме того, он часто используется для изготовления синтетических драгоценных камней муассанита, известных как синтетические драгоценные камни муассанита. Карбид кремния также выступает в качестве полупроводника; легирование его азотом или фосфором может превратить его в материал n-типа; аналогичным образом бериллий, бор или алюминий могут изменить его в материал p-типа в зависимости от того, каковы его характеристики, легирование превратит его в полупроводниковый материал n-типа.

Карбид кремния обладает широкой полосовой щелью и высокой пробивной способностью в электрическом поле, что позволяет использовать его в электронных устройствах, работающих при очень высоких температурах и напряжениях. Кроме того, благодаря устойчивости к тепловым ударам он находит широкое применение. Карбид кремния существует в виде различных ячеек (кубических, ромбоэдрических или гексагональных). Если его уплотнить с помощью глины, он может препятствовать росту шейки, а также предотвращать образование SiO2, который в противном случае снизит модуль упругости. В различных исследованиях изучалось его поведение при плавлении под высоким давлением с помощью ab initio моделирования молекулярной динамики, основанного на моделировании теории функционала плотности.

Он имеет положительный коэффициент давления

Карбид кремния - чрезвычайно твердый и жесткий керамический материал, характеризующийся высокой термостойкостью, низким коэффициентом теплового расширения и устойчивостью к химическим реакциям. Он выпускается в различных размерах и формах, включая гранулированную форму для покупки, а также пластины, из которых можно изготавливать зеркала для больших телескопов. Методы производства карбида кремния варьируются от прямого синтеза углерода до химического осаждения из паровой фазы.

Проведено исследование зависимости температур Дебая в ZB и RS SiC от давления в диапазоне температур от 3100+40 K до 5-8 ГПа с помощью экспериментов по закалке и измерений in situ. Результаты показывают, что при давлении окружающей среды обе константы Ламе (l, m) положительны с увеличением отклонения m, что свидетельствует об увеличении силы нецентральных многотелесных сил, включающих взаимодействие переноса заряда, при повышенных давлениях, приводящих к механическому увеличению жесткости при сжимаемости SiC.