De Silisiumkarbid Det er et kovalent fast stoff som består av karbon og silisium. Den har stor hardhet med en verdi på 9,0 til 10 på Mohs-skalaen, og dens kjemiske formel er SiC, noe som kan antyde at karbon er bundet til silisium ved en kovalent trippelbinding, med en positiv ladning (+) på Si og en negativ ladning (-) på karbon (+Ja≡C-).
Egentlig er obligasjonene i denne forbindelsen helt forskjellige. Det ble oppdaget i 1824 av den svenske kjemikeren Jön Jacob Berzelius, mens han prøvde å syntetisere diamanter. I 1893 oppdaget den franske forskeren Henry Moissani et mineral som inneholder silisiumkarbid.
Denne oppdagelsen ble gjort mens han undersøkte steinprøver fra krateret til en meteoritt i Devil's Canyon, USA. Han kalte dette mineral moissanitt. På den annen side skapte Edward Goodrich Acheson (1894) en metode for å syntetisere silisiumkarbid, reagere sand eller kvarts med høy renhet med petroleumskoks..
Goodrich kåret til produktet som ble oppnådd carborundum (eller carborundium) og grunnla et selskap for å produsere slipemidler.
Artikkelindeks
Bildet over illustrerer den kubiske og krystallinske strukturen til silisiumkarbid. Dette arrangementet er det samme som for diamant, til tross for forskjellene i atomradier mellom C og Si..
Alle bindinger er sterkt kovalente og retningsbestemte, i motsetning til ioniske faste stoffer og deres elektrostatiske interaksjoner.
SiC danner molekylær tetraeder; det vil si at alle atomene er bundet til fire andre. Disse tetraedriske enhetene er koblet sammen av kovalente bindinger, og vedtar lagdelte krystallinske strukturer..
Disse lagene har også sine egne krystallarrangementer, som er av tre typer: A, B og C.
Det vil si at et lag A er forskjellig fra B, og det siste fra C. Dermed består SiC-krystallet av stabling av en sekvens av lag, fenomenet kjent som polytypisme forekommer..
For eksempel består den kubiske polytypen (i likhet med diamanten) av en stabel ABC-lag og har derfor en 3C krystallinsk struktur..
Andre stabler av disse lagene genererer også andre strukturer, mellom disse rombohedriske og sekskantede polytypene. Faktisk ender det med at de krystallinske strukturene til SiC blir en "krystallinsk lidelse".
Den enkleste sekskantede strukturen for SiC, 2H (øvre bilde), dannes som et resultat av stabling av lagene med ABABA-sekvensen ... Etter hvert annet lag gjentas sekvensen, og det er der tallet 2 kommer fra.
40,11 g / mol
Det varierer med metoden for å skaffe og materialene som brukes. Det kan være: gule, grønne, svartblå eller iriserende krystaller.
3,16 g / cm3
2830 ºC.
2,55.
Det er polymorfisme: αSiC sekskantede krystaller og βSiC kubiske krystaller.
9 til 10 på Mohs-skalaen.
Det er motstandsdyktig mot virkningen av sterke syrer og baser. I tillegg er silisiumkarbid kjemisk inert..
- Høy varmeledningsevne.
- Tåler høye temperaturer.
- Høy varmeledningsevne.
- Lav koeffisient for lineær termisk ekspansjon, slik at den tåler høye temperaturer med lav ekspansjon.
- Motstandsdyktig mot termisk støt.
- Høy motstand mot kompresjon.
- Motstandsdyktig mot slitasje og korrosjon.
- Det er et lett materiale med stor styrke og motstand.
- Opprettholder sin elastiske motstand ved høye temperaturer.
Det er en halvleder som kan utføre sine funksjoner ved høye temperaturer og ekstreme spenninger, med liten spredning av kraften til det elektriske feltet..
- Silisiumkarbid er en halvleder som tåler høye temperaturer, høyspenningsgradienter eller elektrisk felt 8 ganger mer enn silisium tåler. Av denne grunn er det nyttig i konstruksjonen av dioder, transitorer, undertrykkere og mikroenheter med høy energi..
- Lysdioder (LED) og detektorer for de første radioene (1907) ble laget med forbindelsen. For tiden er silisiumkarbid erstattet ved produksjon av LED-pærer med galliumnitrid, som avgir 10 til 100 ganger lysere lys.
- I elektriske systemer brukes silisiumkarbid som lynstang i elektriske kraftsystemer, siden de kan regulere motstanden ved å regulere spenningen over den..
- I en prosess kjent som sintring, blir silisiumkarbidpartiklene - så vel som de av ledsagerne - oppvarmet til en temperatur lavere enn smeltetemperaturen til denne blandingen. Dermed øker det motstanden og styrken til det keramiske objektet, gjennom dannelsen av sterke bindinger mellom partiklene..
- Strukturkeramikk av silisiumkarbid har hatt et bredt spekter av anvendelser. De brukes i skivebremser og motorkoblinger, i dieselpartikelfiltre og som tilsetningsstoff i oljer for å redusere friksjonen.
- Bruken av strukturell keramikk av silisiumkarbid har blitt utbredt i deler utsatt for høye temperaturer. For eksempel er dette tilfellet med halsen på rakettinjektorene og rullene på ovnene..
- Kombinasjonen av høy varmeledningsevne, seighet og høy temperaturstabilitet gjør komponenter til varmevekslerrør produsert av silisiumkarbid..
- Strukturell keramikk brukes i sandblåsningsinjektorer, bilvannpumpetetninger, lagre og ekstruderingsdyser. Det er også materialet for digler, brukt i smelting av metall..
- Det er en del av varmeelementene som brukes til smelting av glass og ikke-jernholdige metaller, samt i varmebehandling av metaller.
- Den kan brukes til måling av temperaturen på gasser. I en teknikk kjent som pyrometri blir en silisiumkarbidfilament oppvarmet og avgir stråling som korrelerer med temperaturen i området 800-2500 ºK..
- Den brukes i kjernefysiske anlegg for å forhindre lekkasje av materiale produsert ved fisjon.
- Ved produksjon av stål brukes det som drivstoff.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.