A szilícium-karbid anyag jellemzői

Stabil kémiai tulajdonságainak, magas hővezető képességének, alacsony hőtágulási együtthatójának és jó kopásállóságának köszönhetően a szilícium-karbid a csiszolóanyagként való felhasználáson kívül számos más felhasználásra is alkalmas. Például, ha speciális eljárással szilícium-karbid port viszünk fel egy vízturbina járókerekének vagy hengertestének belső falára, javítható a kopásállósága és 1-2-szeresére meghosszabbítható az élettartama; A gyártáshoz használt fejlett tűzálló anyag hőálló, ütésálló, kis méretű, könnyű és nagy szilárdságú, jó energiatakarékos hatású. Az alacsony minőségű (körülbelül 85% SiC-ot tartalmazó) szilícium-karbid kiváló deoxidálószer, amely felgyorsítja az acélgyártás sebességét, megkönnyíti a kémiai összetétel szabályozását és javítja az acél minőségét. Ezenkívül a szilícium-karbidot széles körben használják az elektromos fűtőelemekhez használt szilícium-karbon rudak gyártásában is.
A szilícium-karbid nagy keménységű, Mohs-keménysége 9,5, ami a második a világ legkeményebb gyémántja után (10-es fokozat). Kiváló hővezető képességgel rendelkezik, és olyan félvezető, amely ellenáll az oxidációnak magas hőmérsékleten.
A szilícium-karbidnak legalább 70 kristályformája van. - A szilícium-karbid a legelterjedtebb izomorf anyag, amely 2000 C feletti hőmérsékleten keletkezik, hatszögletű kristályszerkezettel (hasonlóan a rostos cinkérchez). - A gyémántokhoz hasonló köbös kristályszerkezetű szilícium-karbid [13] 2000 C alatt képződik. Heterogén katalizátorhordozók alkalmazásánál - Szilícium-karbid aránya miatt - A szilícium-karbid nagyobb fajlagosságának köszönhetően keltett nagy figyelmet felszíni terület. Létezik egy másik típusú szilícium-karbid is, a μ- A szilícium-karbid a legstabilabb, és kellemes hangot tud produkálni az ütközések során. Mindeddig azonban ezt a kétféle szilícium-karbidot nem alkalmazták kereskedelmi forgalomban.
A szilícium-karbid 3,1 g/cm3 fajsúlya és viszonylag magas szublimációs hőmérséklete (kb. 2700 °C) miatt kiválóan alkalmas csapágyak vagy magas hőmérsékletű kemencék alapanyagául. Nem olvad meg semmilyen elérhető nyomás alatt, és viszonylag alacsony kémiai aktivitással rendelkezik. Magas hővezető képessége, nagy áttörési elektromos térerőssége és legnagyobb áramsűrűsége miatt néhányan megpróbálták helyettesítő anyagként szilícium-karbidot használni, különösen a nagy teljesítményű félvezető alkatrészek alkalmazásakor. Ezenkívül a szilícium-karbid erős kapcsoló hatással rendelkezik a mikrohullámú sugárzáshoz, és magas szublimációs pontja alkalmassá teszi fémek hevítésére.
A tiszta szilícium-karbid színtelen, de az ipari termelésben a szennyezett anyagok, például a vas jelenléte miatt a színe általában barnától feketéig terjed. A szivárványszerű csillogás a kristály felületén a szilícium-dioxid védőréteg kialakulásának köszönhető.
A SiC egy félvezető, amely adalékolással megváltoztatja a SiC anyagok energiaszintű szerkezetét, és tovább szabályozza azok teljesítményét. Főleg ionimplantációt használ atomok, például A, B és N adalékolására. Ezek közül az akceptor atomok, mint például az Al, nagyobb valószínűséggel helyettesítik a Si helyzetét a SiC-rácsban, és mély fő energiaszinteket alkotnak, ezáltal P-típust kapnak. félvezetők; És az olyan donor atomok, mint az N és a P, nagyobb valószínűséggel foglalják el a C rácshelyzetét, sekély donor energiaszinteket képezve, így N típusú félvezetőket kapnak. Érdemes megjegyezni, hogy a SiC olyan széles adalékolási tartománnyal rendelkezik (1X1014-1X1019 cm-3), amilyennel más széles sávszélességű félvezetők nem rendelkeznek, és ezen belül könnyen elérheti az N- és P-típusú adalékolást. hatótávolság. Például az AI-val adalékolt 4H SiC egykristályok fajlagos ellenállása mindössze 5