{"id":42,"date":"2024-03-26T16:24:26","date_gmt":"2024-03-26T08:24:26","guid":{"rendered":"http:\/\/siliconcarbideceramic.net\/?p=42"},"modified":"2024-03-26T16:24:27","modified_gmt":"2024-03-26T08:24:27","slug":"struktura-in-uporaba-silicijevega-karbida","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/silicon-carbide-structure-and-applications\/","title":{"rendered":"Struktura in uporaba silicijevega karbida"},"content":{"rendered":"<p>Silicijev karbid ali SiC je izjemno mo\u010dan in trpe\u017een material z nekaterimi edinstvenimi elektri\u010dnimi lastnostmi.<\/p>\n<p>Kristalni ogljik kristalizira v gosto zapakirane strukture, ki so med seboj kovalentno povezane. Njegovi atomi tvorijo dva primarna koordinacijska tetraedra s \u0161tirimi ogljikovimi in \u0161tirimi silicijevimi atomi v vsakem vogalu, ki se prek svojih vogalov pove\u017eejo v politipske strukture, imenovane politipi.<\/p>\n<h2>Fizikalne lastnosti<\/h2>\n<p>Silicijev karbid je izredno trd material z Mohsovo trdoto med 9 in 10, kar je nekje med aluminijevim oksidom in diamantom. Silicijev karbid se pogosto uporablja kot abrazivni material v sodobnem lapidariju, pri bru\u0161enju in strojni obdelavi, kot ognjevzdr\u017ena obloga za industrijske pe\u010di, rezalna orodja, obrabno odporni deli \u010drpalk in raketnih motorjev ter obrabno odporni trak za oprijem na skateborde, pa tudi za tiskanje karborunda - postopek nana\u0161anja karborundovih zrn na aluminijasto plo\u0161\u010do in nato tiskanje na papir z uporabo tiskarskih strojev z valj\u010dnimi le\u017eaji (Mountain).<\/p>\n<p>Sinteti\u010dne polikarbonate je mogo\u010de sinteti\u010dno izdelati z reakcijskim spajanjem ali sintranjem, pri \u010demer se slednje izbolj\u0161a z dodajanjem 0,5% ogljika ali 0,5% bora kot pripomo\u010dka za sintranje, da se prepre\u010di povr\u0161inska difuzija in spremeni energija na meji zrn (Mountain).<\/p>\n<p>SiC je impresivna industrijska keramika z razli\u010dnimi mehanskimi lastnostmi, zaradi katerih je neprecenljiva v razli\u010dnih industrijskih okoljih. Zaradi visoke toplotne prevodnosti in nizke stopnje toplotnega raztezanja je njegova uporaba v mo\u010dnostni elektroniki za pogonske sisteme kopenskih elektri\u010dnih vozil bolj raz\u0161irjena kot kdaj koli prej. Poleg tega bi lahko elektri\u010dne lastnosti SiC-ja nadomestile tradicionalne silicijeve polprevodnike tudi v visokonapetostnih aplikacijah, kot so vle\u010dni pretvorniki za elektri\u010dna vozila in DC\/DC pretvorniki za polnilne postaje.<\/p>\n<h2>Kemijske lastnosti<\/h2>\n<p>Silicijev karbid se lahko dopira z du\u0161ikom in fosforjem, da nastanejo polprevodniki tipa n, medtem ko se lahko berilij, bor, aluminij in galij dopirajo v polprevodnike tipa p. Silicijev karbid je zaradi svoje tesno zapakirane in simetri\u010dne strukture idealna platforma za dopiranje.<\/p>\n<p>Ognjevzdr\u017eni material je trd, krhek in toplotno prevoden. Odporen je na visoke temperature in napetosti, njegov nizek koeficient toplotnega raztezanja pa predstavlja prednost pri uporabi v aplikacijah, ki so izpostavljene temperaturnim spremembam.<\/p>\n<p>\u010ceprav je naravni moissanit (Csi3SiO6) mogo\u010de najti v meteoritih in kimberlitu, je ve\u010dina silicijevega karbida, ki se danes prodaja, sinteti\u010dnega. Na voljo je v razli\u010dnih oblikah, od zelenih do \u010drnih kristalnih zrn do \u0161estpal\u010dnih rezin SiC, ki se uporabljajo v mo\u010dnostni elektroniki, in je kemi\u010dno inerten, saj je odporen proti koroziji organskih kislin in lugov, razen fluorovodikove in \u017eveplove kisline; ni topen v vodi ali drugih topilih, vendar je topen v staljenih lugih, kot sta NaOH ali KOH.<\/p>\n<h2>Elektri\u010dne lastnosti<\/h2>\n<p>Silicijev karbid (SiC) je polprevodni\u0161ki material, ki se nahaja med kovinami (ki prevajajo elektriko) in izolatorji (ki je ne prevajajo). Elektri\u010dne lastnosti SiC so odvisne od temperature in ne\u010disto\u010d v njegovi sestavi: pri nizkih temperaturah deluje kot izolator, pri vi\u0161jih temperaturah pa postane njegova prevodnost opazna. Prevodnost SiC je mogo\u010de \u0161e izbolj\u0161ati z dodajanjem primesi aluminija, bora ali galija, ki pove\u010dajo \u0161tevilo prostih nosilcev naboja in SiC spremenijo v polprevodnik tipa P.<\/p>\n<p>Zaradi kombinacije fizikalnih in kemijskih lastnosti je glina privla\u010den material v razli\u010dnih industrijah, od kerami\u010dnih plo\u0161\u010d, ki pove\u010dujejo odpornost proti obrabi in zavorno trdnost, do visoke toplotne prevodnosti in nizkega koeficienta raztezanja, ki omogo\u010data uporabo pri visokih temperaturah.<\/p>\n<p>Poleg tega njegova edinstvena pasovna vrzel omogo\u010da delovanje pri vi\u0161jih napetostih in frekvencah kot tradicionalna elektronika na osnovi silicija, zato je odli\u010den material za energetske naprave, kot so diode, tranzistorji in tiristorji.<\/p>\n<h2>Toplotne lastnosti<\/h2>\n<p>Silicijev karbid (SiC) je anorganska keramika z odli\u010dnimi toplotnimi lastnostmi, zato je primerna za \u0161tevilne razli\u010dne aplikacije. Silicijev karbid se zaradi svoje trdote uporablja v razli\u010dnih aplikacijah, od delov, odpornih proti obrabi, in abrazivov, v ognjevzdr\u017enih materialih in keramiki zaradi odpornosti na toploto in nizkega toplotnega raztezka ter v elektroniki, kjer ima sposobnost prevajanja elektri\u010dne energije pri ekstremnih temperaturah.<\/p>\n<p>SiC je u\u010dinkovit toplotni prevodnik zaradi svoje diamantno kubi\u010dne kristalne strukture, v kateri je polovica atomov nadome\u0161\u010dena s silicijem, kar zagotavlja odli\u010dno toplotno prevodnost. SiC ima u\u010dinkovito pasovno vrzel, ki elektronom omogo\u010da enostavno prehajanje med valen\u010dnim in prevodnim pasom v primerjavi z izolatorji, ki potrebujejo prevelike koli\u010dine energije, da elektroni pre\u010dkajo to vrzel med pasovi.<\/p>\n<p>Kristalna struktura SiC-a je lahko v razli\u010dnih oblikah, imenovanih politipi. Vsak politip je sestavljen iz plasti, ki so zlo\u017eene v posebnih zaporedjih zlaganja, zaradi \u010desar je razporeditev atomov edinstvena - zaradi tega ima SiC izjemno visoko specifi\u010dno toploto in nizek koeficient toplotnega raztezanja.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Silicon carbide, or SiC, is an extremely strong and durable material with some unique electrical properties. Crystalline carbon can be [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-42","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-sic-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/42","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=42"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/42\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":43,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/42\/revisions\/43"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=42"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=42"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=42"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}