Kiselkarbid, en icke-oxidkeramik som \u00e4r k\u00e4nd f\u00f6r sin h\u00e5rdhet, styrka och kemiska resistens, anv\u00e4nds ofta som slipmedel och diamantsimulerande material. Dessutom var denna icke-oxidkeramik det f\u00f6rsta material som anv\u00e4ndes f\u00f6r att tillverka lysdioder och detektorer i tidiga radioapparater.<\/p>\n
Syntetisk kiselkarbid tillverkas genom att kiseldioxid och kol reagerar i en reaktionsugn vid h\u00f6g temperatur, vilket ger pellets eller pulverform som slutprodukt.<\/p>\n
Kiselkarbid (SiC) \u00e4r en teknisk keram som \u00e4r k\u00e4nd f\u00f6r sin enast\u00e5ende h\u00f6gtemperaturh\u00e5llfasthet, oxidationsbest\u00e4ndighet, \u00f6verl\u00e4gsna h\u00e5rdhet och l\u00e5ga specifika vikt, vilket g\u00f6r den l\u00e4mplig f\u00f6r komponenter med stora volymer. Vid rumstemperatur bildar den tetraedriska strukturer som best\u00e5r av Si-atomer bundna till fyra C-atomer i fyra h\u00f6rn; av dess 215 polytyper \u00e4r endast alfaformen (a-SiC) och b-SiC med kubisk zinkblende-kristallstruktur av tekniskt intresse.<\/p>\n
Material med ett brett bandgap g\u00f6r grafen till ett utm\u00e4rkt material f\u00f6r gassensorer, medan dess h\u00f6ga v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga g\u00f6r att det t\u00e5l extremt h\u00f6ga temperaturer - vilket g\u00f6r det perfekt f\u00f6r ugnsapplikationer.<\/p>\n
J\u00e4rnoxider \u00e4r b\u00e5de slipande och slitstarka, kemiskt inerta mot syror och alkalier och n\u00e4st efter diamant i h\u00e5rdhet. P\u00e5 grund av dessa egenskaper anv\u00e4nds j\u00e4rnoxider i allt fr\u00e5n sk\u00e4rande material, ballistiska pansarkomponenter och till och med i flyg- och rymdtill\u00e4mpningar, d\u00e4rav smeknamnet drakhud.<\/p>\n
Syntetisk SiC tillverkas med ren kiselsand och kol fr\u00e5n kolkoks som r\u00e5material. En blandning monteras runt en kolledare i en tegelugn av elektrisk motst\u00e5ndstyp och en elektrisk str\u00f6m leds genom den; den resulterande kemiska reaktionen producerar SiC med kolmonoxid som biprodukt.<\/p>\n
Kiselkarbid \u00e4r ett av de h\u00e5rdaste \u00e4mnen som m\u00e4nniskan k\u00e4nner till, vilket g\u00f6r det idealiskt f\u00f6r anv\u00e4ndning som slitstarka bel\u00e4ggningar i applikationer som skivbromsar och elektriska kontakter. Dessutom ing\u00e5r kiselkarbidkomponenter i skotts\u00e4kra pansar som Dragon Skins (v\u00e5t-\/torrfr\u00e4st kiselkarbid med whiskerf\u00f6rst\u00e4rkt aluminiumoxid).<\/p>\n
H\u00e5rdhet och styrka g\u00f6r kolst\u00e5l till ett idealiskt material att anv\u00e4nda vid tillverkning av sk\u00e4rverktyg eller andra industriprodukter som kan uts\u00e4ttas f\u00f6r h\u00f6ga temperaturer eller vibrationer, t.ex. sk\u00e4rverktyg. Kolst\u00e5l \u00e4r ocks\u00e5 ett attraktivt halkfritt val f\u00f6r golv- eller trappsteg eller d\u00e4ckf\u00e4rg - och anv\u00e4nds ofta som mekaniska t\u00e4tningskomponenter p\u00e5 pumpar, kompressorer och omr\u00f6rare som sannolikt kommer att arbeta i kr\u00e4vande milj\u00f6er, inklusive mycket korrosiva milj\u00f6er.<\/p>\n
SiC \u00e4r normalt en elektrisk isolator i rent tillst\u00e5nd, men vissa f\u00f6roreningar kan f\u00f6r\u00e4ndra denna egenskap och omvandla det till ett halvledarmaterial. N\u00e4r aluminium-, bor- och galliumdopningsmedel tills\u00e4tts skapar de halvledaregenskaper av P-typ; kv\u00e4ve- och fosfordopningsmedel kan omvandla det till halvledaregenskaper av N-typ. I kombination med metalloxiddielektrikum som DiOXEs kan det ocks\u00e5 deponeras f\u00f6r Schottky-barri\u00e4rdioder, bipol\u00e4ra transistorer, MOSFETs som kan hantera h\u00f6ga sp\u00e4nningar men l\u00e5ga p\u00e5slagningsmotst\u00e5nd - dessa enheter blir sedan oumb\u00e4rliga verktyg i olika elektroniska applikationer som kr\u00e4ver snabb drift.<\/p>\n
M\u00e5nga metoder har utvecklats f\u00f6r att producera kiselkarbid. En s\u00e5dan process, som utvecklades av Edward Goodrich Acheson 1893 och som idag anv\u00e4nds av m\u00e5nga kiselkarbidfabriker \u00f6ver hela v\u00e4rlden, kallas Acheson-processen. Den inneb\u00e4r att kiseldioxid blandas med kol i en elektrisk ugn f\u00f6re upphettning. Denna metod \u00e4r fortfarande utbredd idag och m\u00e5nga produktionsanl\u00e4ggningar anv\u00e4nder den fortfarande idag f\u00f6r att producera kiselkarbidprodukter av h\u00f6g kvalitet.<\/p>\n
Nyligen utf\u00f6rda arbeten vid University of New Mexico utvecklade en modernare teknik som kallas top-down-metoden, d\u00e4r forskare exfolierade hexagonal kiselkarbid i antingen isopropylalkohol eller N-metyl-2-pyrrolidon innan de bytte bindning fr\u00e5n sp3 till sp2, f\u00f6r att isolera monolager av kiselkarbid mycket snabbare och enklare \u00e4n tidigare metoder som kr\u00e4vde dyr utrustning. Denna top-down-metod ger mycket snabbare isolering av kiselkarbid i ett lager.<\/p>\n
Forskargruppen har ocks\u00e5 unders\u00f6kt gasfasmetoder f\u00f6r att syntetisera kiselkarbid. Dessa processer kan vara snabba, ge h\u00f6ga utbyten utan att beh\u00f6va katalysatorer i fast tillst\u00e5nd och \u00e4r mer milj\u00f6v\u00e4nliga \u00e4n den traditionella kalcineringsmetoden.<\/p>\n
Som en del av dessa gasfasreaktioner testades olika syreb\u00e4rande organosilanprekursorer s\u00e5som tetraetoxysilan och metyltrietoxysilan (MTES), inklusive tetraetoxysilan och MTES. Hydrolys av MTES med fenolharts, etylcellulosa, polyakrylnitril och st\u00e4rkelse bildade en gel som karboniserades vid 750 grader C f\u00f6r att bilda ett mesopor\u00f6st b-SiC katalysatorst\u00f6dmaterial.<\/p>\n
Kiselkarbid \u00e4r ett extremt starkt keramiskt material som anv\u00e4nds inom m\u00e5nga omr\u00e5den. Det har h\u00f6g h\u00e5llfasthet, h\u00e5rdhet, l\u00e5g v\u00e4rmeutvidgningskoefficient och god slitstyrka - och \u00e4r dessutom best\u00e4ndigt mot termisk chock och kemisk korrosion. Kiselkarbid anv\u00e4nds inom fordons-, mekanik- och kemiindustrin samt inom milj\u00f6skydd, rymdteknik, informationselektronik, energik\u00e4llor och m\u00e5nga andra omr\u00e5den.<\/p>\n
SiC \u00e4r ett halvledarmaterial med brett bandgap (med elektroniska bandgap p\u00e5 mellan 2,4eV f\u00f6r a-SiC och 3,3eV f\u00f6r b-SiC), med utm\u00e4rkt ledningsf\u00f6rm\u00e5ga och temperaturstabilitet, vilket g\u00f6r det till ett attraktivt alternativ f\u00f6r elektriska komponenter p\u00e5 grund av dess \u00f6verl\u00e4gsna tillf\u00f6rlitlighet och effektivitet, s\u00e4rskilt vid applikationer med h\u00f6gre effekt.<\/p>\n
Karborundum, en annan t\u00e4t form av SiC och en av jordens tv\u00e5 h\u00e5rdaste naturliga mineraler efter diamant (9-10 Mohs), har en kovalent kristallstruktur baserad p\u00e5 Si-C-bindningar med tetraeder centrerade kring kisel- eller kolatomer som bildar hexagonala kristallstrukturer som liknar wurtzit; vanligast \u00e4r a-SiC-polymorfen med hexagonal kristallstruktur medan beta-modifiering med zinkblende-kristallstruktur \u00e4r mindre popul\u00e4r.<\/p>\n
Modern produktion av syntetiskt SiC inneb\u00e4r att pulveriserad sand reagerar med kol i en elektrisk ugn vid h\u00f6ga temperaturer och tryck, f\u00f6ljt av sintring f\u00f6r att binda samman kornen till ett exceptionellt h\u00e5rt och h\u00e5llbart material. Tillverkare av slipmedel anv\u00e4nder vanligtvis reaktionsbunden sinter, medan tillverkare av avancerad elektronik anv\u00e4nder Lely-metoden eller kemisk \u00e5ngdeposition. Arbetstagare som exponeras f\u00f6r slipmedel som tillverkas med n\u00e5gon av dessa processer kan l\u00f6pa \u00f6kad risk f\u00f6r diffus interstitiell lungfibros eller andra lungsjukdomar.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide, a non-oxide ceramic known for its hardness, strength and chemical resistance is widely used as an abrasive and diamond simulant material. Additionally, this non-oxide ceramic was the first material used to manufacture LEDs and detectors in early radios. Synthetic silicon carbide is manufactured by reacting silica and carbon in a reaction furnace at… L\u00e4s mer \"Kiselkarbid<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-138","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/138","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=138"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/138\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":139,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/138\/revisions\/139"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=138"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=138"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=138"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}