{"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":"kiselkarbidens-struktur-och-anvandningsomraden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sv\/silicon-carbide-structure-and-applications\/","title":{"rendered":"Struktur och till\u00e4mpningar f\u00f6r kiselkarbid"},"content":{"rendered":"<p>Kiselkarbid, eller SiC, \u00e4r ett extremt starkt och h\u00e5llbart material med n\u00e5gra unika elektriska egenskaper.<\/p>\n<p>Kristallint kol kan kristalliseras till t\u00e4tt packade strukturer som \u00e4r kovalent bundna till varandra. Dess atomer bildar tv\u00e5 prim\u00e4ra koordinationstetraedrar med fyra kol- och fyra kiselatomer i varje h\u00f6rn som l\u00e4nkas genom sina h\u00f6rn f\u00f6r att bilda polytypstrukturer som kallas polytyper.<\/p>\n<h2>Fysikaliska egenskaper<\/h2>\n<p>Kiselkarbid \u00e4r ett extremt h\u00e5rt material med en Mohs-h\u00e5rdhetsgrad mellan 9 och 10, vilket \u00e4r ett mellanting mellan aluminiumoxid och diamant. Kiselkarbid anv\u00e4nds i stor utstr\u00e4ckning som slipmaterial i moderna lapidarier, vid slipning och maskinbearbetning, som eldfast foder i industriugnar, som sk\u00e4rverktyg, som slitstarka delar i pumpar och raketmotorer, som slitstarka grepptejper p\u00e5 skateboards samt som karborundumtryck - processen att applicera karborundumkorn p\u00e5 en aluminiumplatta och sedan trycka p\u00e5 papper med hj\u00e4lp av rullb\u00e4ddspressar (Mountain).<\/p>\n<p>Syntetiska polykarbonater kan framst\u00e4llas syntetiskt med hj\u00e4lp av antingen reaktionsbindning eller sintringsprocesser, d\u00e4r den senare f\u00f6rb\u00e4ttras genom tillsats av 0,5% kol eller 0,5% bor som sintringshj\u00e4lpmedel f\u00f6r att f\u00f6rhindra ytdiffusion och modifiera korngr\u00e4nsenergin (Mountain).<\/p>\n<p>SiC \u00e4r en imponerande industriell keramik med olika mekaniska egenskaper som g\u00f6r den ov\u00e4rderlig i olika industriella milj\u00f6er. Med h\u00f6g v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga och l\u00e5g v\u00e4rmeutvidgning har anv\u00e4ndningen av SiC i kraftelektronik f\u00f6r drivsystem till markbundna elfordon blivit vanligare \u00e4n n\u00e5gonsin. SiC:s elektriska egenskaper kan dessutom ers\u00e4tta traditionella kiselhalvledare i h\u00f6gsp\u00e4nningsapplikationer som traktionsomvandlare f\u00f6r elfordon och DC\/DC-omvandlare f\u00f6r laddstationer.<\/p>\n<h2>Kemiska egenskaper<\/h2>\n<p>Kiselkarbid kan dopas med kv\u00e4ve och fosfor f\u00f6r att bilda halvledare av n-typ, medan beryllium, bor, aluminium och gallium kan dopas i den f\u00f6r att skapa halvledare av p-typ. P\u00e5 grund av sin t\u00e4tt packade och symmetriska struktur utg\u00f6r kiselkarbid en idealisk plattform f\u00f6r dopning.<\/p>\n<p>Eldfasta material \u00e4r h\u00e5rda, spr\u00f6da och v\u00e4rmeledande. Det t\u00e5l h\u00f6ga temperaturer och sp\u00e4nningar samtidigt som dess l\u00e5ga v\u00e4rmeutvidgningskoefficient ger f\u00f6rdelar n\u00e4r det anv\u00e4nds i applikationer som uts\u00e4tts f\u00f6r temperaturvariationer.<\/p>\n<p>\u00c4ven om naturlig moissanit (Csi3SiO6) kan hittas i meteoriter och kimberlit, \u00e4r den mesta kiselkarbid som s\u00e4ljs idag syntetisk. Den finns i m\u00e5nga former fr\u00e5n gr\u00f6na till svarta kristallina korn till sex tums SiC-wafers som anv\u00e4nds f\u00f6r kraftelektronikapplikationer och \u00e4r kemiskt inert eftersom den motst\u00e5r korrosion fr\u00e5n organiska syror och alkalier, med undantag f\u00f6r fluorv\u00e4tesyra och svavelsyra; ol\u00f6slig i vatten eller andra l\u00f6sningsmedel men l\u00f6slig i sm\u00e4lta alkalier som NaOH eller KOH.<\/p>\n<h2>Elektriska egenskaper<\/h2>\n<p>Kiselkarbid (SiC) \u00e4r ett halvledarmaterial som befinner sig mellan metaller (som leder elektricitet) och isolatorer (som inte g\u00f6r det). SiCs elektriska egenskaper beror p\u00e5 temperatur och f\u00f6roreningar i dess sammans\u00e4ttning: vid l\u00e5ga temperaturer fungerar det som en isolator, medan dess ledningsf\u00f6rm\u00e5ga blir m\u00e4rkbar vid h\u00f6gre temperaturer. Ledningsf\u00f6rm\u00e5gan hos SiC kan f\u00f6rb\u00e4ttras ytterligare genom att tills\u00e4tta aluminium-, bor- eller galliumf\u00f6roreningar som \u00f6kar antalet fria laddningsb\u00e4rare och omvandlar SiC till en halvledare av P-typ.<\/p>\n<p>Lerans kombination av fysiska och kemiska egenskaper g\u00f6r den till ett attraktivt material i olika branscher, fr\u00e5n keramiska plattor som \u00f6kar n\u00f6tningsbest\u00e4ndigheten och bromsstyrkan, till dess h\u00f6ga v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga och l\u00e5ga expansionskoefficient som g\u00f6r att den kan anv\u00e4ndas i applikationer med h\u00f6ga temperaturer.<\/p>\n<p>Dessutom g\u00f6r det unika bandgapet att det kan arbeta vid h\u00f6gre sp\u00e4nningar och frekvenser \u00e4n traditionell kiselbaserad elektronik, vilket g\u00f6r det till ett perfekt material f\u00f6r kraftkomponenter som dioder, transistorer och tyristorer.<\/p>\n<h2>Termiska egenskaper<\/h2>\n<p>Kiselkarbid (SiC) \u00e4r en oorganisk keram med \u00f6verl\u00e4gsna termiska egenskaper, vilket g\u00f6r den l\u00e4mplig f\u00f6r m\u00e5nga olika till\u00e4mpningar. Kiselkarbid anv\u00e4nds i allt fr\u00e5n slitstarka delar och slipmedel p\u00e5 grund av sin h\u00e5rdhet; i eldfasta material och keramik p\u00e5 grund av sin v\u00e4rmebest\u00e4ndighet och l\u00e5ga v\u00e4rmeutvidgning; samt i elektronik p\u00e5 grund av sin f\u00f6rm\u00e5ga att leda elektricitet under extrema temperaturer.<\/p>\n<p>SiC \u00e4r en effektiv v\u00e4rmeledare tack vare sin diamantkubiska kristallstruktur d\u00e4r h\u00e4lften av atomerna har ersatts med kisel, vilket ger en \u00f6verl\u00e4gsen v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga. SiC har ett effektivt bandgap som g\u00f6r att elektroner l\u00e4tt kan r\u00f6ra sig mellan dess valens- och ledningsband j\u00e4mf\u00f6rt med isolatorer som kr\u00e4ver stora m\u00e4ngder energi f\u00f6r att elektronerna ska kunna korsa detta gap mellan banden.<\/p>\n<p>SiC:s kristallstruktur kan anta olika former, s.k. polytyper. Varje polytyp best\u00e5r av lager som \u00e4r staplade i specifika staplingssekvenser som resulterar i unika atomarrangemang - detta ger SiC en extremt h\u00f6g specifik v\u00e4rme och l\u00e5g v\u00e4rmeutvidgningskoefficient.<\/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\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/42","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=42"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/42\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":43,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/42\/revisions\/43"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=42"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=42"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=42"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}