keramický karbid kremíka

Štrukturálna keramika, známa aj ako technická keramika, je trieda modernej keramiky, ktorá má najmä mechanické, tepelné, chemické a iné účinky materiálov. Štrukturálna keramika má vlastnosti odolnosti voči vysokým teplotám, odolnosti voči opotrebovaniu, odolnosti voči korózii, odolnosti voči oxidácii a nízkej tečnosti pri vysokej teplote. Dokážu odolávať náročným pracovným podmienkam, na ktoré nie sú spôsobilé kovové materiály a polymérne materiály. Široko sa používajú v letectve, strojárstve, automobilovom priemysle, metalurgii, chemickom priemysle, elektronike a iných oblastiach a stali sa triedou keramických materiálov, ktoré sa veľmi rýchlo rozvíjajú. medzi štrukturálnu keramiku patrí najmä oxidová keramika, nitridová keramika a karbidová keramika. Karbidová keramika je predstavená najmä nižšie. Karbid kremíka, všeobecne známy ako karborundum, známy aj ako karborundum, je typická zlúčenina s kovalentnou väzbou, ktorá v prírode takmer neexistuje. Keď v roku 1890 chceli Eword a G. Acheson syntetizovať diamant pridaním kremíka do uhlíka ako katalyzátora, pripravili karbid kremíka. V súčasnosti sa stále skúma a vyvíja.

Karbid kremíka sa pôvodne používal kvôli svojej super tvrdosti, z ktorej sa dajú pripraviť rôzne brúsne kotúče, brúsne tkaniny, brúsny papier a rôzne brúsivá, a je široko používaný v strojárskom priemysle. Počas druhej svetovej vojny sa zistilo, že karbid kremíka sa môže používať aj ako redukčné činidlo a vykurovacie teleso pri výrobe ocele, čo podporilo jeho rýchly rozvoj. Ďalším výskumom sa zistilo, že má mnoho vynikajúcich vlastností, ako je vysoká teplotná stabilita, vysoká tepelná vodivosť, odolnosť voči korózii kyselinami a zásadami, nízky koeficient rozťažnosti a dobrá odolnosť voči tepelným šokom.

Existujú najmä dve kryštálové formy karbidu kremíka, a to: kubická β- SIC4 a hexagonálna α- SIC。 Základnými štruktúrnymi jednotkami mriežky karbidu kremíka sú navzájom sa prelínajúce tetraédre SIC4 a CSI4. Tetraédre majú spoločnú hranu a tvoria rovinnú vrstvu a vrcholy sú spojené s ďalšou vrstvou tetraédrov a vytvárajú trojrozmerný mechanizmus. Keďže rôzne sekvencie ukladania tetraédrov môžu vytvárať rôzne štruktúry, doteraz boli nájdené stovky variantov. Vo všeobecnosti sa na vyjadrenie typu mriežky používajú stručné a intuitívne symboly, konkrétne písmená C, H, R, a na vyjadrenie rozdielu sa používa počet vrstiev obsiahnutých v jednotkovej bunke. Hoci sú mriežkové konštanty týchto polymorfov odlišné, nie sú v nich zjavné žiadne zmeny látok. keramický karbid kremíka je typickou valenčnou zlúčeninou, ale existujú aj niektoré iónové typy. Podľa teoretického výpočtu patrí 78% celkovej energie väzby SI-C do kovalentného stavu a 22% do iónového stavu. Vďaka malej veľkosti atómov S a C, dĺžke väzby a silnej kovalencii má keramika z karbidu kremíka rad vlastností, ako je vysoká tvrdosť, určitá mechanická pevnosť a ťažké spekanie.

Karbid kremíka je typická stabilná zlúčenina viazaná kovalentnou väzbou. Okrem toho je jeho difúzny koeficient nízky, čo sťažuje jeho zhutňovanie bežnými metódami spekania. Na získanie hustej keramiky z karbidu kremíka je potrebné pridať niektoré spekárske pomocné látky na zvýšenie povrchovej energie alebo plochy povrchu a prijať špeciálne postupy. Podľa procesu spekania možno karbid kremíka rozdeliť na rekryštalizovanú keramiku z karbidu kremíka, reakčne spekanú keramiku z karbidu kremíka, beztlakovo spekanú keramiku z karbidu kremíka, za tepla lisovanú spekanú keramiku z karbidu kremíka, za tepla izostaticky lisovanú spekanú keramiku z karbidu kremíka a keramiku z karbidu kremíka s chemickou depozíciou pár. Vlastnosti karbidu kremíka pripraveného rôznymi procesmi sú dosť odlišné, to znamená, že SIC pripravený tým istým procesom má zlé vlastnosti v dôsledku rôznych surovín a prísad.