Opredelitev silicijevega karbida

Silicijev karbid (SiC) je netopna kristalna spojina, sestavljena iz silicija in ogljika. SiC, ki se običajno imenuje karborund, se v naravi pojavlja tudi kot izjemno redek mineral moissanit.

PEEK se uporablja v elektronskih napravah, ki delujejo pri visokih temperaturah in napetostih, kot so napajalniki. Poleg tega je bistven material v električnih vozilih; obeta se mu povečanje dosega vožnje in izboljšanje energetske učinkovitosti s podaljšanjem življenjske dobe baterije in večjo energetsko učinkovitostjo.

Je naravno abraziven material.

Silicijev karbid, pogosteje imenovan SiC, je izjemno abraziven material, ki ga pogosto najdemo v meteoritih in redkem mineralu moissanitu. Sestavljen je v celoti iz silicija in ogljika, SiC pa je lahko dopiran z dušikom ali fosforjem za uporabo kot polprevodnik tipa n ali aluminijem, borom ali galijem za polprevodnike tipa p. Industrijski brusni papir pogosto vsebuje SiC kot eno od sestavin, njegova zrna, ostra kot britev, pa lahko brez težav brusijo kovino, steklo, marmor, pluto kamen vlaknene plošče srednje gostote vlaknene plošče srednje gostote za hitro abrazivno uporabo - odlično za uporabo kot abrazivni material!

Aluminij je idealen material za visoko zmogljive aplikacije, ki zahtevajo močne kemične lastnosti, toplotno prevodnost, nizek koeficient raztezanja in odpornost proti obrabi. To vsestransko uporabno kovino lahko zaradi njene trdote uporabljamo v aplikacijah, kot so abrazivi, obrabno odporni deli in ognjevzdržni materiali, zaradi njene stabilnosti in zanesljivosti v elektroniki ter zaradi njene toplotne odpornosti v metalurgiji.

Silicijev karbid je zaradi svojih edinstvenih mehanskih in kemičnih lastnosti odličen material za visoko zmogljive inženirske aplikacije, kot so ležaji črpalk, ventili, injektorji za peskanje, orodja za iztiskanje, odpornost proti koroziji in visoko tališče, zaradi česar je odličen material za uporabo v ekstremnih inženirskih situacijah. Težka tla lahko povzročijo manjše trenje na svoji površini v primerjavi z lahkimi tlemi, prah silicijevega karbida pa lahko pri ljudeh povzroči neprogresivno pljučno fibrozo.

To je keramični material

Silicijev karbid, pogosteje imenovan karborundum, je izredno trda kristalna spojina silicija in ogljika, ki se že dolgo uporablja kot abrazivni material, saj je bil uveden konec 19. stoletja. Od takrat se uporablja predvsem v brusilnih kolesih in rezalnih orodjih, njegova vsestranska uporaba pa sega od ognjevzdržnih oblog industrijskih peči in obrabno odpornih delov v črpalkah in raketnih motorjih do keramike in polprevodnikov; zaradi svoje odpornosti proti koroziji in oksidaciji ter trdnosti pri visokih temperaturah in minimalnega toplotnega raztezanja je eden najbolj razširjenih keramičnih materialov, ki se danes sploh uporabljajo.

Silicijev karbid je neoksidna keramika s trikrat večjo pasovno vrzeljo kot standardni silicijevi polprevodniki, kar pomeni, da lahko prenese večje napetosti. Poleg tega pri sintranju nastajajo zelo majhni delci, ki manj verjetno poškodujejo elektronska vezja. Z dodajanjem dopantov, kot sta bor in aluminij, postane silicijev karbid polprevodnik tipa p, z dodajanjem fosforja in dušika pa se spremeni v polprevodnik tipa n.

Sintranje silicijevega karbida je enostaven postopek, pri katerem nastanejo gosti izdelki z izjemnimi mehanskimi lastnostmi. Njegova trdota je ključnega pomena za številne postopke abrazivne obdelave, kot so brušenje, rezanje z vodnim curkom in peskanje; sodobni lapidarji cenijo tudi trajnost silicijevega karbida in visoko dimenzijsko stabilnost; uporablja se lahko celo za izdelavo zmogljivih zavornih kolutov za športne avtomobile in druga zmogljiva vozila.

Je material za močnostno elektroniko

Silicijev karbid ali SiC je neoksidni keramični material, ki se zaradi svoje trdote uporablja v različnih aplikacijah, od abrazivov in obrabno odpornih delov do metalurgije in ognjevzdržnih materialov zaradi svoje toplotne odpornosti in toplotnega raztezanja ter aplikacij v močnostni elektroniki zaradi svojih lastnosti odpornosti na napetost; dopiran z dušikom ali fosforjem za tvorbo polprevodnikov n-tipa ali berilijem, borom in aluminijem za tvorbo polprevodnikov p-tipa; njegova kristalna struktura s tesnim pakiranjem tvori poltipe z različnimi kemičnimi sestavami in električnimi lastnostmi; čeprav ni topen v vodi, se raztaplja v alkalijah ali medijih, ki vsebujejo železo.

SiC se od silicija razlikuje po veliko širši pasovni vrzeli, ki mu omogoča polprevodnost. Zato je idealen material za visokonapetostne aplikacije, saj prenese desetkrat večje napetosti, kot jih prenese silicij.

Silicijev karbid se ponaša z odlično toplotno prevodnostjo, zato lahko prenese temperature do 1 400 stopinj Celzija, kar je bistveno več kot 175 stopinj Celzija pri standardnem siliciju. Zato silicijev karbid zmanjšuje potrebo po aktivnih hladilnih sistemih v napravah močnostne elektronike, kot so pretvorniki DC-DC in vgrajeni polnilniki.

Silicijev karbid se lahko proizvaja z različnimi postopki, vključno z reakcijsko vezavo in metodami CVD. Pri reakcijsko vezanih metodah se SiC v prahu meša z ogljikovim prahom in mehčalnikom, nato pa se oblikuje v želene oblike, preden se zažge mehčalec, ki je prisoten v mešanici. CVD vključuje segrevanje čistega silicijevega peska, pomešanega s koksom, v opečni peči z električnim uporom, medtem ko skozi njen vodnik teče tok; pozneje se zmelje v fin prah za uporabo kot abraziv.

Je material za avtomobilsko industrijo

Silicijev karbid ali SiC je ena najtrših znanih snovi. Uporablja se predvsem kot avtomobilski material v zmogljivih zavornih kolutih za športne avtomobile in superavtomobile, vendar se zaradi odličnih fizikalnih in električnih lastnosti, zaradi katerih je primeren za visokonapetostne aplikacije, uporablja tudi v polprevodnikih in komponentah močnostne elektronike.

Keramični materiali z želenimi lastnostmi neoksidne keramike so odlična izbira za številne industrijske aplikacije, od senzorjev in polprevodniških naprav do nosljive tehnologije in medicinskih vsadkov. Keramika, dopirana z različnimi količinami aluminija, bora ali ogljika, lahko doseže specifične lastnosti delovanja za različne industrijske uporabe in jo je mogoče izdelati v nizkonapetostne naprave za visokonapetostno uporabo.

SiC je zaradi svoje atomske strukture odličen prevodnik, zato je idealen za uporabo kot tranzistorji v električnih vozilih. Ti čipi zmanjšujejo toploto, ki nastaja med delovanjem, kar povečuje učinkovitost in podaljšuje življenjsko dobo baterije, poleg tega pa so sposobni prenesti višje temperature delovanja, s čimer odpravljajo aktivne hladilne sisteme, ki povečujejo težo in zapletenost zasnove električnega vozila.

Proizvodnja silicijevega karbida se je skozi čas spreminjala, vendar je osnovni postopek še vedno podoben tistemu, ki ga je leta 1891 uvedel Edward Acheson. Mešanica čistega kremenčevega peska in koksnega ogljika se segreva v električni peči, dokler se ne vžge z električno svečko iz ogljikovega vodnika, pri čemer nastanejo svetlo zeleni kristali s precejšnjo trdoto.