Kiselkarbid Definition

Kiselkarbid är ett avancerat material som utvecklats för användning i miljöer med höga temperaturer. Det skulle kunna minska beroendet av aktiva kylsystem som ökar vikten och kostnaden för elfordon (EV).

Kiselkarbid har en överlägsen spänningstålighet som är tio gånger högre än vanlig kisel och överträffar till och med galliumnitrid i detta avseende.

Det är ett kristallint material

Kiselkarbid (SiC) är ett industriellt material med många användningsområden. På grund av dess överlägsna tribologiska egenskaper används det ofta i blästermunstycken, tätningar, mekaniska lager och mekaniska tätningsapplikationer. Även i eldfasta material och keramik används SiC eftersom det ger ökad hårdhet.

Vatten-, alkohol- och syralösningar löser upp det fullständigt; de flesta organiska lösningsmedel förblir också resistenta. På grund av dess halvledaregenskaper erbjuder dess elektriska egenskaper några intressanta egenskaper - resistansen kan skilja sig mellan olika kompositioner med upp till sju storleksordningar!

Edward Acheson producerade först syntetiskt SiC 1891, medan Henri Moissan först identifierade dess naturliga form 1905 när han utforskade Canyon Diablo-meteoriten i Arizona. Idag är all kommersiell SiC som säljs syntetisk med vissa undantag för moissanitjuveler som kan förekomma naturligt.

Det är en keramisk nonoxid

Kiselkarbid, eller SiC, är en enastående keram som har många fördelaktiga fysiska egenskaper. Till dessa hör hög hållfasthet, låg värmeutvidgning och motståndskraft mot korrosion och kemiska reaktioner - egenskaper som gör den lämplig att använda som slipmaterial och eldfast komponent samt dess utmärkta elektriska ledningsförmåga.

Kryogenisk hårdhet på 9 på Mohs-skalan gör eldfast porslin till ett utmärkt material för slipskivor och andra slipande produkter, och det används även i eldfasta applikationer som brännarmunstycken och flamrör.

Kryogen grafit finns i flera varianter, s.k. polytyper, och har ett primärt koordinerande tetraedriskt arrangemang med fyra kol- och fyra kiselatomer bundna genom bindningar mellan tetraedriska enheter som är direkt bundna. Dessa enheter kan sedan länkas samman eller staplas upp för att bilda olika strukturer.

Det är ett eldfast material

Kiselkarbid är ett tåligt men sprött material som klarar höga temperaturer och har ett brett bandgap för högspänningsapplikationer.

I industriell skala produceras kiseldioxidpulver som används i keramik, eldfasta material och halvledarelektronik. Även om det finns naturligt i moissanitmineralformationer, tillverkas det mesta syntetiskt idag.

Eldfasta material av lerbunden kiselkarbid har utmärkt korrosionsbeständighet, vilket gör dem lämpliga som ugnsstenar för smältning av icke-järnmetaller. Dessutom är de utmärkta material för indirekt uppvärmning vid höga temperaturer, t.ex. som foderstenar i elektrolystankar för aluminium eller som foder i rektifikationsugnar i kopparsmältugnar eller som bågplåtar i zinkpulverugnar.

Det är ett slitstarkt material

Kiselkarbid är ett extremt hårt, icke-oxidiskt keramiskt material som på grund av sin styrka ofta används i slipmedel, eldfasta material, slitstarka komponenter och komponenter med hög slitstyrka. Dessutom fungerar kiselkarbid som ett integrerat material i elektroniksystem som arbetar vid förhöjda temperaturer eller spänningar.

Moissanit, som är sällsynt i naturen och endast framställs på konstgjord väg genom syntetiska metoder, upptäcktes först i Diablo Canyon i Arizona 1893, där den senare fick namnet moissanit efter Edward Achesons patent från 1891 på att skapa små svarta SiC-kristaller på konstgjord väg.

Keramiska material av denna kaliber erbjuder överlägsna egenskaper. Det har ett högre driftstemperaturområde än halvledare av kisel och klarar högre spänningar utan att överhettas eller skadas.

Det är ett högtemperaturmaterial

Kiselkarbid är en mångsidig eldfast keramik som används i många olika applikationer. Kiselkarbid är ett av de hårdaste materialen på Mohs hårdhetsskala och rankas på 9:e plats när det gäller hårdhet. Dessutom har det utmärkt motståndskraft mot både nötning och korrosion samt termisk chock, samtidigt som det tål höga temperaturer och spänningar utan skador eller nedbrytning.

Som med de flesta kristallina strukturer finns dess kristallstruktur i olika former - eller polytyper - som alla har sin egen staplingssekvens. Primära koordinationstetraedrar består av fyra kol- och fyra kiselatomer som är sammankopplade i hörnen till polära strukturer.

Tack vare sina exceptionella tribologiska egenskaper är plast ett utmärkt material för pumpar, mekaniska tätningar och lager, utrustning inom kemisk industri och som slipmedel.

Det är ett högspänningsmaterial

Kiselkarbid är ett av världens mest mångsidiga material. Det spelar en viktig roll i högpresterande elfordon och batterihanteringssystem, där dess högspänningsegenskaper eliminerar aktiva kylsystem som ökar kostnaden, vikten och komplexiteten i elfordon.

Karborundum, ett hårt keramiskt och halvledande material, allmänt känt som karborundum, finns naturligt i moissanitmineral och kan även framställas syntetiskt. Till skillnad från traditionella halvledare som kisel har karborundum ett brett bandgap som gör det möjligt att flytta elektricitet mer effektivt än någonsin. Dessutom kan dess ledningsförmåga modifieras genom att lägga till föroreningar i dess kristallstruktur.

Det är ett högeffektivt material

Kiselkarbid (SiC) är ett energieffektivt material för omvandling av elektrisk kraft till växelström, vilket gör det lämpligt för omvandling av elektrisk kraft från elnätet. Genom att dopa SiC med kväve eller fosfor skapas en halvledare av n-typ, medan dopning med aluminium, bor eller gallium ger upphov till halvledaregenskaper av p-typ.

Aluminium har utmärkt värmeledningsförmåga, hög temperaturhållfasthet, låg värmeutvidgning och motståndskraft mot kemiska reaktioner - egenskaper som gör det till ett idealiskt eldfast material. Dessutom gör den hårda och slitstarka ytan det lämpligt för många industriella användningsområden och är ett utmärkt val av eldfast material.

Naturligt SiC finns som det sällsynta mineralet moissanit, syntetiskt framställt i små korn som binds samman till keramik eller eldfasta material för keramiska tillämpningar eller finns i små mängder i kolhaltiga kondritmeteoriter och kimberliter.