Karbid kremíka (označovaný aj ako karborundum) je anorganická chemická zlúčenina zložená z atómov kremíka a uhlíka, ktorá sa v prírode prirodzene vyskytuje ako moissanit a od roku 1893 sa hromadne vyrába na použitie ako brúsivo.
SiC existuje vo viac ako 70 kryštalických formách rozdelených do dvoch polymorfov: alfa karbid kremíka (a-SiC) a beta karbid kremíka (b-SiC). V rámci experimentálnej chyby sa obe formy topia súčasne pri tlakoch do 10 GPa.
Má záporný sklon
Karbid kremíka je mimoriadne tvrdý a hustý materiál s mnohými možnosťami použitia. Nájdeme ho vo výrobkoch, ako sú brúsne papiere, brúsne kotúče, rezné nástroje, automobilové komponenty a automobilové žiaruvzdorné materiály; okrem toho slúži ako žiaruvzdorný materiál v peciach a žiaruvzdorných výmurovkách, ako aj ako zrkadlový materiál v astronomických teleskopoch vďaka svojej tvrdosti a nízkej tepelnej rozťažnosti.
Edward Goodrich Acheson prvýkrát hromadne vyrobil karbid kremíka v roku 1891, keď v elektrickej peci zahrieval zmes hliny a práškového koksu (uhlíka), pričom vznikol modročierny materiál známy ako "karborundum".
Štúdie topenia karbidu kremíka pri tlakoch v rozsahu 5-8 GPa odhalili, že sa topí zhodne pri všetkých skúmaných tlakoch, pričom jeho krivka topenia má záporný sklon -44 + 4 K/GPa, čo poskytuje dôkaz, že teória funkcionálu hustoty ho presne predpovedala.
Má pozitívny sklon
Karbid kremíka (SiC) je neoxidový keramický materiál s výnimočnými vlastnosťami, ktoré ho robia užitočným v mnohých vysokoteplotných aplikáciách. SiC je tvrdý a mimoriadne pevný s pevnosťou polykryštalického telesa až 27 GPa; okrem toho má vynikajúce vlastnosti odolnosti proti tečeniu spolu s nízkou tepelnou rozťažnosťou.
Keramika z oxidu ceričitého (CeO2) je nerozpustná vo vode, ale rozpustná v roztavených roztokoch alkálií a železa, vďaka čomu je najtvrdšia zo všetkých moderných konštrukčných keramík s odolnosťou proti oderu, korózii, nárazom a tepelnej rozťažnosti pri vysokých tlakoch; je ideálna na použitie vo vysokoteplotných aplikáciách, ako sú komponenty jadrových reaktorov.
Karbid kremíka, častejšie označovaný ako a-SiC, sa bežne nachádza v brzdách a spojkách elektrických vozidiel, ako aj v nepriestrelných vestách a používa sa aj ako substrát pre heterogénne katalyzátory. Pri výrobe priemyselných množstiev tohto materiálu sa stále používajú elektrické pece s čistým kremičitým pieskom redukovaným jemne mletým koksom v elektrickej peci; priemyselná výroba karbidu kremíka je naďalej obľúbenou voľbou pre vysokonapäťové aplikácie vo výkonovej elektronike.
Má záporný teplotný koeficient
Karbid kremíka, známy aj ako oxid kremičitý, je tvrdá chemická zlúčenina zložená z kremíka a uhlíka, ktorá sa prirodzene vyskytuje ako minerál moissanit, ale od roku 1893 sa masovo vyrába ako prášok a kryštál na použitie ako abrazívny materiál a materiál na výrobu nepriestrelných keramických dosiek. Veľké zrná jednotlivých kryštálov sa môžu spájať spekaním, čím sa získava mimoriadne tvrdá štrukturálna keramika; okrem toho sa často používa na výrobu syntetických moissanitových drahokamov známych ako syntetické moissanitové drahokamy. Karbid kremíka sa tiež správa ako polovodič; jeho dopovanie dusíkom alebo fosforom z neho môže urobiť materiál typu n; podobne berýlium, bór alebo hliník ho môžu zmeniť na materiál typu p v závislosti od toho, aké sú jeho vlastnosti, dopovanie ho zmení na polovodičový materiál typu n.
Karbid kremíka má rozsiahlu pásmovú medzeru a vysokú prieraznú silu elektrického poľa, vďaka čomu je vhodný pre elektronické zariadenia pracujúce pri extrémne vysokých teplotách alebo napätiach. Okrem toho je vďaka svojej odolnosti voči tepelným šokom široko využívaný. Karbid kremíka existuje v rôznych jednotkových bunkách (kubických, kosoštvorcových alebo hexagonálnych). Ak sa zhutní pomocou ílu, môže potlačiť rast krčkov a zároveň zabrániť tvorbe SiO2, ktorý by inak znížil modul pružnosti. V rôznych štúdiách sa skúmalo jeho správanie pri tavení za vysokého tlaku pomocou ab initio simulácií molekulovej dynamiky založených na simuláciách teórie funkcií hustoty.
Má kladný tlakový koeficient
Karbid kremíka je mimoriadne tvrdý a tuhý keramický materiál, ktorý sa vyznačuje vysokou teplotnou odolnosťou, nízkym koeficientom tepelnej rozťažnosti a odolnosťou voči chemickým reakciám. Dodáva sa v rôznych veľkostiach a formách vrátane granulovanej formy na nákup, ako aj doštičiek, z ktorých sa dajú vyrobiť zrkadlá pre veľké teleskopy. Metódy výroby karbidu kremíka siahajú od priamej syntézy uhlíka až po chemické naparovanie.
Štúdie závislosti Debyeho teplôt od tlaku v ZB a RS SiC od 3100+40 K do 5-8 GPa s použitím hasiacich experimentov a meraní in situ sa uskutočnili pri teplotách od 3100+40 K do 5-8 GPa s použitím hasiacich experimentov a meraní in situ. Výsledky ukazujú, že pri tlaku okolia sú obe Lameho konštanty (l, m) kladné s rastúcou odchýlkou m, čo naznačuje zvýšenú silu necentrálnych síl mnohých telies zahŕňajúcich interakcie prenosu náboja pri vyšších tlakoch, čo vedie k mechanickej tuhosti stlačiteľnosti SiC.