{"id":625,"date":"2024-12-26T21:03:59","date_gmt":"2024-12-26T21:03:59","guid":{"rendered":"http:\/\/siliconcarbideplate.net\/?p=625"},"modified":"2024-12-26T21:04:00","modified_gmt":"2024-12-26T21:04:00","slug":"kiselkarbid-och-karborundum-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/silicon-carbide-and-carborundum-2\/","title":{"rendered":"Kiselkarbid och karborundum"},"content":{"rendered":"<p>Kiselkarbid (SiC) \u00e4r ett extremt h\u00e5rt och starkt material med \u00f6verl\u00e4gsna slitageegenskaper och temperaturbest\u00e4ndighet, som ofta anv\u00e4nds inom metallurgi, fordons-, halvledar- och elektronikindustrin samt f\u00f6r tillverkning av slipmedel.<\/p>\n<p>Materialet f\u00e5r sin styrka och t\u00e5lighet fr\u00e5n tetraedriska kisel-kolstrukturer som h\u00e5lls samman av kovalenta bindningar i kristallgittret, medan f\u00e4rgcentrum i materialet kan aktiveras p\u00e5 beg\u00e4ran f\u00f6r att avge enstaka fotoner.<\/p>\n<h2>Ursprung<\/h2>\n<p>Kiselkarbid (SiC) \u00e4r en halvledare med brett bandgap som finns naturligt i \u00e4delstenen moissanit och produceras som slipmedel i laboratorier; sedan 1893 har det ocks\u00e5 massproducerats som pulver f\u00f6r att anv\u00e4ndas som keramiska bilbromsar och kopplingar med h\u00f6g uth\u00e5llighet samt keramiska plattor f\u00f6r skotts\u00e4kra v\u00e4star. SiC-korn kan ocks\u00e5 sm\u00e4ltas samman f\u00f6r att bilda extremt h\u00e5rd keramik.<\/p>\n<p>Edward G. Acheson skapade oavsiktligt karborundum n\u00e4r han f\u00f6rs\u00f6kte framst\u00e4lla konstgjorda diamanter. N\u00e4r Acheson v\u00e4rmde upp en blandning av lera (aluminiumsilikat) och koks med en vanlig kolb\u00e5gslampa s\u00e5g han hur gl\u00e4nsande gr\u00f6na kristaller bildades vid elektroden. F\u00f6rst trodde han att han hade hittat n\u00e5got som liknade rubiner eller safirer - men ins\u00e5g snart att han hade uppt\u00e4ckt n\u00e5got mycket st\u00f6rre eftersom hans nyuppt\u00e4ckta \u00e4mne var n\u00e4stan lika h\u00e5rt som diamant och kunde massproduceras industriellt f\u00f6r anv\u00e4ndning som slipmedel.<\/p>\n<p>SiC \u00e4r relativt s\u00e4llsynt p\u00e5 jorden men mycket vanligt f\u00f6rekommande i rymden. SiC kastas ut fr\u00e5n kolrika stj\u00e4rnor och finns ofta i meteoriter, kimberlit och andra naturliga formationer h\u00e4r p\u00e5 jorden; fragment kan ibland till och med hittas som meteoritfragment och meteoritsk\u00e4rvor. Men i slutet av 1800-talet blev det m\u00f6jligt att odla stora enskilda kristaller av moissanit och producera dem f\u00f6r \u00e4delstensslipning som ett \"diamantsubstitut\". Detta har lett till att vissa kallar moissanit f\u00f6r syntetisk diamant.<\/p>\n<h2>Fastigheter<\/h2>\n<p>Kiselkarbid (SiC), \u00e4ven kallat karborundum, \u00e4r en extremt h\u00e5rd och h\u00e5llbar f\u00f6rening av kisel och kol. P\u00e5 grund av sin unika kristallstruktur som best\u00e5r av bindningar mellan tetraedriska kolatomer och kiselatomer har SiC utm\u00e4rkt mekanisk h\u00e5llfasthet p\u00e5 9-9,5 p\u00e5 Mohs-skalan, l\u00e5g densitet, utm\u00e4rkt utmattningsh\u00e5llfasthet, h\u00f6g v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga, l\u00e5g v\u00e4rmeutvidgningskoefficient och h\u00f6g kemisk tr\u00f6ghet.<\/p>\n<p>Karborundums exceptionella h\u00e5rdhet g\u00f6r det idealiskt f\u00f6r anv\u00e4ndning i applikationer som involverar slipmedel som slipskivor och sandpapper, medan dess \u00f6verl\u00e4gsna v\u00e4rmebest\u00e4ndighet - som klarar temperaturer upp till 1400degC - ocks\u00e5 g\u00f6r det l\u00e4mpligt f\u00f6r anv\u00e4ndning i tuffa milj\u00f6er. Dessutom motst\u00e5r karborundum korrosion och oxidation f\u00f6r fortsatt anv\u00e4ndning i utmanande milj\u00f6er.<\/p>\n<p>SiC \u00e4r ett idealiskt material f\u00f6r halvledar- och elektronikforskning p\u00e5 grund av dess breda bandgap och h\u00f6ga blockeringssp\u00e4nning, vilket g\u00f6r det till en attraktiv kandidat f\u00f6r forskning inom b\u00e5de halvledare och elektronik. Till skillnad fr\u00e5n kiselbaserade (Si) enheter kan SiC-enheter dessutom arbeta vid mycket h\u00f6ga temperaturer samtidigt som de erbjuder betydande energieffektivitetsf\u00f6rdelar j\u00e4mf\u00f6rt med sina kiselmotsvarigheter.<\/p>\n<p>Karborundum, som i naturen ofta kallas moissanit, kan ocks\u00e5 framst\u00e4llas syntetiskt genom Acheson-karburering - detta g\u00f6r det m\u00f6jligt att skapa kontrollerade egenskaper och sammans\u00e4ttningar f\u00f6r specifika industriella anv\u00e4ndningsomr\u00e5den som eldfasta material, h\u00f6gtemperaturforskning och halvledaranordningar samt keramiska till\u00e4mpningar som pl\u00e5tar f\u00f6r bilbromssystem eller skotts\u00e4kra v\u00e4star.<\/p>\n<h2>Syntes<\/h2>\n<p>Kiselkarbid (SiC) \u00e4r ett extremt h\u00e5rt och icke-oxidiskt keramiskt material som \u00e4r vanligt f\u00f6rekommande i industriella milj\u00f6er. SiC \u00e4r k\u00e4nt f\u00f6r sin \u00f6verl\u00e4gsna h\u00e5rdhet, v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga och korrosionsbest\u00e4ndighet - egenskaper som g\u00f6r det l\u00e4mpligt f\u00f6r elektroniska enheter samt f\u00f6r sk\u00e4rande och n\u00f6tande applikationer.<\/p>\n<p>Kiselkarbid skapas genom en kemisk reaktion vid extremt h\u00f6ga temperaturer med hj\u00e4lp av r\u00e5material som kiselsand och petroleumkoks som blandas i en ugn som v\u00e4rms upp till temperaturer p\u00e5 \u00f6ver 2700 grader Celsius.<\/p>\n<p>SiC-syntesen kan f\u00f6rb\u00e4ttras genom att reaktionstemperaturen h\u00f6js. P\u00e5 s\u00e5 s\u00e4tt \u00f6kar b\u00e5de reaktionshastigheten och f\u00f6rkortar reaktionstiden; f\u00f6r mycket kolf\u00f6rbrukning kan dock skada renheten hos det resulterande pulvret; d\u00e4rf\u00f6r b\u00f6r det kontrolleras noggrant f\u00f6r att f\u00f6rhindra \u00f6verproduktion av kol.<\/p>\n<p>Termisk kolreduktion \u00e4r en av de mest popul\u00e4ra metoderna f\u00f6r att framst\u00e4lla SiC. Den har l\u00e5ga produktionskostnader, enkla procedurer och h\u00f6gre produktkvalificeringsgrad; dess nackdel ligger i inkonsekvent och grov pulverproduktion samt syreabsorption under kalcinering vilket resulterar i bildning av amorfa partiklar.<\/p>\n<h2>Till\u00e4mpningar<\/h2>\n<p>Kiselkarbid (SiC) \u00e4r ett extremt h\u00e5rt och h\u00e5llbart halvledarmaterial med brett bandgap som finns naturligt i det s\u00e4llsynta mineralet moissanit och som sedan 1893 massproduceras i pulver- eller kristallform f\u00f6r anv\u00e4ndning som slipmedel. Sintring binder samman korn till extremt h\u00e5rd keramik som anv\u00e4nds f\u00f6r applikationer som kr\u00e4ver h\u00f6g h\u00e5llbarhet, t.ex. skotts\u00e4kra v\u00e4star och bilbromsar, eller som anv\u00e4nds i karborundumtryck, en konstform som anv\u00e4nder kollagrafisk tryckteknik.<\/p>\n<p>SiC har expanderat kraftigt inom batterihanteringssystem f\u00f6r elfordon (EV) under de senaste \u00e5ren. Tack vare h\u00f6gre switchfrekvenser, \u00f6verl\u00e4gsen v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga (tre g\u00e5nger b\u00e4ttre \u00e4n Si) och f\u00f6rm\u00e5ga att motst\u00e5 temperaturer upp till 1000 grader Celsius, bidrar SiC:s \u00f6verl\u00e4gsna energieffektivitet och mindre storlek till att \u00f6ka den totala viktbesparingen och energieffektiviteten samtidigt som batteriets storlek och vikt minskar.<\/p>\n<p>Elfordon st\u00e5r f\u00f6r 40-50% av den globala elanv\u00e4ndningen och varje \u00f6kning av effektt\u00e4theten kan g\u00f6ra en enorm skillnad f\u00f6r k\u00f6rstr\u00e4ckorna. SiC hj\u00e4lper tillverkare av elbilsmotorer att g\u00f6ra just detta genom att \u00f6ka effektiviteten hos boost-omvandlare som omvandlar liksp\u00e4nning fr\u00e5n batteriet till h\u00f6g str\u00f6m som kr\u00e4vs f\u00f6r acceleration.<\/p>\n<p>ST har gjort betydande investeringar f\u00f6r att m\u00f6ta den v\u00e4xande efterfr\u00e5gan p\u00e5 SiC-teknik genom att investera i flera storskaliga tillverkningsanl\u00e4ggningar. Dessa inkluderar en 200 mm anl\u00e4ggning f\u00f6r kraftkomponenter och moduler samt test- och f\u00f6rpackningsm\u00f6jligheter; i kombination med 200 mm anl\u00e4ggningen f\u00f6r SiC-substrat, som f\u00f6r n\u00e4rvarande f\u00f6rbereds p\u00e5 plats, kommer dessa att bilda ST:s Silicon Carbide Campus som kommer att erbjuda branschledande prestanda och tillf\u00f6rlitlighet inom en rad olika applikationer.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Silicon carbide (SiC), is an extremely hard and strong material with superior wear properties and temperature resistance, often used in metallurgy, automotive, semiconductor and electronics industries as well as making abrasives. This material derives its strength and hardiness from tetrahedral silicon-carbon structures held together by covalent bonds within its crystal lattice, while color centres within&hellip;&nbsp;<a href=\"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/silicon-carbide-and-carborundum-2\/\" class=\"\" rel=\"bookmark\">L\u00e4s mer \"<span class=\"screen-reader-text\">Kiselkarbid och karborundum<\/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-625","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/625","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=625"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/625\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":626,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/625\/revisions\/626"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=625"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=625"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=625"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}