Визначення карбіду кремнію

Карбід кремнію - це сучасний матеріал, розроблений для використання в умовах високих температур. Він може зменшити залежність від активних систем охолодження, які збільшують вагу та вартість електромобілів (EV).

Карбід кремнію може похвалитися чудовою стійкістю до напруги, в десять разів більшою, ніж звичайний кремній, і навіть перевершує за цим показником нітрид галію.

Це кристалічний матеріал

Карбід кремнію (SiC) - це промисловий матеріал, що має багато застосувань. Завдяки своїм чудовим трибологічним властивостям його часто використовують у соплах дробеструйних апаратів, ущільнювачах, механічних підшипниках та механічних герметиках. Вогнетриви та кераміка також використовують SiC, оскільки він додає їм твердості.

Вода, спирт і розчини кислот повністю розчиняють його; більшість органічних розчинників також залишаються стійкими. Завдяки своїм напівпровідниковим властивостям, його електричні характеристики мають цікаві особливості - опір може відрізнятися в різних композиціях до семи порядків!

Едвард Ачесон вперше отримав синтетичний кремнезем у 1891 році, а Анрі Муассан вперше виявив його природну форму в 1905 році під час дослідження метеориту Каньйон Діабло в Арізоні. Сьогодні весь комерційний діоксид кремнію, що продається, є синтетичним, за деякими винятками ювелірних виробів з муассаніту, які можуть зустрічатися в природі.

Це неоксидна кераміка

Карбід кремнію, або SiC, - це чудова кераміка, яка може похвалитися численними корисними фізичними властивостями. До них відносяться висока міцність, низька швидкість теплового розширення, стійкість до корозії та хімічних реакцій - якості, які роблять його придатним для використання в якості абразивного матеріалу і вогнетривкого компонента, а також його відмінна електропровідність.

Кріогенна твердість 9 за шкалою Мооса робить вогнетривку порцеляну чудовим матеріалом для шліфувальних кругів та інших абразивних виробів, а також для використання у вогнетривких виробах, таких як форсунки пальників і жарові труби.

Кріогенний графіт існує в декількох різновидах, відомих як політипи, і має первинну координаційну тетраедричну структуру з чотирма атомами вуглецю і чотирма атомами кремнію, пов'язаними зв'язками між тетраедричними одиницями, з'єднаними безпосередньо. Ці одиниці можуть бути з'єднані між собою або складені, утворюючи різні структури.

Це вогнетривкий матеріал

Карбід кремнію - міцний, але крихкий матеріал, здатний витримувати високі температури, з широкою забороненою зоною для застосування у високовольтному обладнанні.

У промислових масштабах кремнеземний порошок виробляється і використовується в кераміці, вогнетривких матеріалах і напівпровідниковій електроніці. Хоча кремнезем природно присутній у муассанітових мінеральних утвореннях, більшість його сьогодні виробляється синтетично.

Вогнетриви на основі карбіду кремнію на основі глини мають чудову корозійну стійкість, що робить їх придатними для використання в якості пічної цегли для виплавки кольорових металів. Крім того, вони є чудовими матеріалами для високотемпературного непрямого нагріву, наприклад, футерувальна цегла для резервуарів для електролізу алюмінію, футеровка лотків ректифікаційних печей для плавлення міді або дугові плити для печей для виробництва цинкового порошку.

Це зносостійкий матеріал

Карбід кремнію - це надзвичайно твердий, неоксидний керамічний матеріал, який завдяки своїй міцності широко використовується в абразивах, вогнетривах, зносостійких компонентах і компонентах, що володіють підвищеною зносостійкістю. Крім того, карбід кремнію служить невід'ємним матеріалом в електронних системах, які працюють при підвищених температурах або напругах.

Рідкісний в природі і вироблений лише штучно за допомогою синтетичних методів, муассаніт був вперше виявлений в каньйоні Діабло в Арізоні в 1893 році, де пізніше отримав назву муассаніт завдяки патенту Едварда Ачесона 1891 року на створення невеликих чорних кристалів SiC штучним шляхом.

Керамічний матеріал такого калібру має чудові властивості. Він має вищий діапазон робочих температур, ніж кремнієві напівпровідники, і може витримувати вищу напругу, не піддаючись перегріванню або пошкодженню.

Це високотемпературний матеріал

Карбід кремнію - це універсальна вогнетривка кераміка, яка використовується в багатьох сферах. Будучи одним з найтвердіших матеріалів за шкалою твердості Мооса, карбід кремнію посідає 9-е місце за твердістю. Крім того, він може похвалитися чудовою стійкістю до стирання і корозії, а також до термічних ударів, витримуючи високі температури і напругу без пошкоджень і руйнувань.

Як і у більшості кристалічних структур, його кристалічна структура буває різних форм - або політипів - кожна з яких має власну послідовність укладання. Первинні координаційні тетраедри складаються з чотирьох атомів вуглецю і чотирьох атомів кремнію, з'єднаних по кутах у полярні структури.

Завдяки своїм винятковим трибологічним властивостям пластик є чудовим матеріалом для насосів, механічних ущільнень і підшипників, обладнання хімічної промисловості, а також як абразивний матеріал.

Це високовольтний матеріал

Карбід кремнію - один з найбільш універсальних матеріалів у світі. Він відіграє важливу роль у високопродуктивних електромобілях (EV) та системах управління акумуляторами, де його здатність витримувати високу напругу дозволяє відмовитися від активних систем охолодження, які збільшують вартість, вагу та складність електромобілів.

Карборунд, твердий керамічний і напівпровідниковий матеріал, широко відомий як карбонат, можна знайти в природі в мінералах муассанітах, а також отримати синтетичним шляхом. На відміну від традиційних напівпровідників, таких як кремній, карборунд має широку заборонену зону, що дозволяє ефективніше, ніж будь-коли, переміщувати електрику. Крім того, його провідність можна модифікувати шляхом додавання домішок до його кристалічної структури.

Це високоефективний матеріал

Карбід кремнію (SiC) є енергоефективним матеріалом для перетворення електричної енергії в змінний струм, що робить його придатним для перетворення електроенергії з мережі. Легування SiC азотом або фосфором створює напівпровідник n-типу, тоді як легування алюмінієм, бором або галієм призводить до появи властивостей напівпровідника p-типу.

Алюміній має чудову теплопровідність, міцність при високих температурах, низьке теплове розширення і стійкість до хімічних реакцій - якості, які роблять його ідеальним вогнетривким матеріалом. Крім того, його тверда і міцна поверхня робить його придатним для багатьох промислових застосувань і чудовим вогнетривким матеріалом.

Природний SiC зустрічається у вигляді рідкісного мінералу муассаніту; синтетично виробляється у вигляді дрібних зерен, скріплених між собою в кераміку або вогнетриви для керамічних застосувань, або в невеликих кількостях міститься в вуглецевих хондритних метеоритах і кімберлітах.