Eigenschaften von Siliziumkarbidkristallen
Physikalische Eigenschaften
Siliziumkarbid ist für seine Härte bekannt, an zweiter Stelle nach Diamant und Borcarbid. Es verfügt außerdem über eine hohe Wärmeleitfähigkeit, Dies macht es zu einem hervorragenden Wärmeableiter.
Chemische Eigenschaften
Einer der einzigartigen Aspekte von Siliziumkarbid ist seine Beständigkeit gegen Oxidation und Korrosion, dank der Siliziumoxidschicht, die sich auf seiner Oberfläche bildet, wenn er Luft ausgesetzt wird.
Hitzebeständigkeit
Siliziumkarbid hält extrem hohen Temperaturen stand, Dies macht es zu einem idealen Material für Umgebungen mit starker Hitze.
Härte und Haltbarkeit
Seine Härte und Haltbarkeit sind beeindruckend, konkurriert mit einigen der härtesten uns bekannten Materialien.
Struktur des Siliziumkarbidkristalls
Die Grundstruktur
Die Struktur eines Siliziumkarbidkristalls beinhaltet eine tetraedrische Anordnung von Kohlenstoff- und Siliziumatomen mit starker kovalenter Bindung, was ihm seine unglaubliche Stärke verleiht.
Arten von Siliziumkarbidkristallen
Es gibt viele Arten von Siliziumkarbidkristallen, jedes mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften. Zu den häufigsten Typen gehören (B) 3C-SiC, 4H-SiC, und (A) 6H-SiC.
Herstellung von Siliziumkarbidkristallen
Der Acheson-Prozess
Die Massenproduktion von Siliziumkarbid begann im Jahr 1891, Vielen Dank an Edward Goodrich Acheson. Acheson versuchte, künstliche Diamanten herzustellen, indem er eine Tonmischung erhitzte (Aluminiumsilikat) und Colapulver (Kohlenstoff) in einer eisernen Schüssel. Er beobachtete die Bildung blauer Kristalle, das er Carborundum nannte, Ich dachte, es sei eine neue Verbindung aus Kohlenstoff und Aluminium, Korund ähnlich. Acheson hat diese Methode patentieren lassen, heute als Acheson-Prozess bekannt, für die Herstellung von Siliziumkarbidpulver im Februar 28, 1893. Seine Methode ist auch heute noch weit verbreitet, und er gründete sogar die Carborundum Company, um SiC in großen Mengen herzustellen, zunächst zur Verwendung als Schleifmittel.
Die Lely-Methode
Die Lely-Methode ermöglicht das Wachstum großer Einkristalle aus Siliziumkarbid. Diese können in Edelsteine geschliffen werden, die als synthetischer Moissanit bekannt sind, ein Beweis für die Schönheit und Vielseitigkeit dieses Materials.
Anwendungen von Siliziumkarbidkristallen
Verwendung in der Elektronik
Aufgrund seiner hervorragenden Halbleitereigenschaften hat Siliziumkarbid Einzug in die Elektronikindustrie gehalten. Es wird in Geräten verwendet, die bei hohen Temperaturen oder hohen Spannungen arbeiten, oder beides. Die ersten elektronischen Anwendungen von Siliziumkarbid, wie zum Beispiel Leuchtdioden (LEDs) und Detektoren in frühen Radios, wurden herum demonstriert 1907.
Rolle in Schmuck und Gemmologie
Die Härte und Hitzebeständigkeit von Siliziumkarbid, gepaart mit seiner Fähigkeit, in Edelsteine geschnitten zu werden, Machen Sie es zu einem wertvollen Material im Bereich Schmuck und Gemmologie. Synthetische Moissanit-Edelsteine werden aus Siliziumkarbidkristallen gefertigt und sind für ihre Brillanz und ihr Feuer bekannt.
Industrielle Anwendungen
Die Robustheit von Siliziumkarbid, Beständigkeit gegen Hitze und Korrosion, und Härte machen es zu einem geeigneten Material für verschiedene industrielle Anwendungen. Es wird in Autobremsen verwendet, Autokupplungen, und sogar in den Keramikplatten kugelsicherer Westen. Der Einsatzbereich erstreckt sich auf alle Anwendungen, die eine hohe Ausdauer erfordern.
Abschluss
Siliziumkarbidkristalle, mit ihren einzigartigen Eigenschaften und Vielseitigkeit, haben in verschiedenen Bereichen einen bedeutenden Einfluss ausgeübt. Ob in der Hightech-Elektronik, der Glanz der Gemmologie, oder die anspruchsvollen Umgebungen industrieller Anwendungen, Siliziumkarbid bewährt sich weiterhin. Während sich unser Verständnis dieses Materials vertieft, Wir können nur davon ausgehen, dass seine Verwendung weiter verbreitet und innovativer wird.
