Silisyum karbür malzemenin özellikleri

Kararlı kimyasal özellikleri, yüksek termal iletkenliği, düşük termal genleşme katsayısı ve iyi aşınma direnci nedeniyle silisyum karbür, aşındırıcı olarak kullanılmanın yanı sıra başka birçok kullanıma da sahiptir. Örneğin, bir su türbini çarkının veya silindir gövdesinin iç duvarına özel bir işlemle silisyum karbür tozu uygulanarak aşınma direnci iyileştirilebilir ve servis ömrü 1-2 kat uzatılabilir; Üretim için kullanılan gelişmiş refrakter malzeme ısıya dayanıklı, darbeye dayanıklı, küçük boyutlu, hafif ve yüksek mukavemetlidir ve iyi enerji tasarrufu etkilerine sahiptir. Düşük dereceli silisyum karbür (yaklaşık %85 ​​SiC içerir), çelik üretim hızını hızlandırabilen, kimyasal bileşim kontrolünü kolaylaştırabilen ve çelik kalitesini artırabilen mükemmel bir oksit gidericidir. Ayrıca silisyum karbür, elektrikli ısıtma bileşenleri için silisyum karbon çubukların üretiminde de yaygın olarak kullanılmaktadır.
Silisyum karbür, 9,5 Mohs sertliğiyle yüksek bir sertliğe sahiptir ve dünyanın en sert elmasından (10. derece) sonra ikinci sıradadır. Mükemmel ısı iletkenliğine sahiptir ve yüksek sıcaklıklarda oksidasyona dayanabilen bir yarı iletkendir.
Silisyum karbürün en az 70 kristal formu vardır. - Silisyum karbür, 2000 derece C'nin üzerindeki yüksek sıcaklıklarda oluşan, altıgen kristal yapıya sahip (lifli çinko cevherine benzer) en yaygın izomorfik malzeme türüdür. - Elmaslara benzer kübik kristal yapıya sahip silisyum karbür [13], 2000 derece C'nin altında oluşur. Heterojen katalizör taşıyıcıların uygulanmasında, - Silisyum karbür oranı nedeniyle - Silisyum karbür, daha yüksek spesifikliği nedeniyle çok ilgi görmüştür. yüzey alanı. Silisyum karbürün başka bir türü daha vardır; μ- Silisyum karbür en kararlı olanıdır ve çarpışmalar sırasında hoş bir ses üretebilir. Ancak şimdiye kadar bu iki tip silisyum karbür ticari olarak uygulanmamıştır.
3,1 g/cm3 özgül ağırlığı ve nispeten yüksek süblimleşme sıcaklığı (yaklaşık 2700 derece C) nedeniyle silisyum karbür, rulmanlar veya yüksek sıcaklık fırınları için hammadde olarak çok uygundur. Ulaşılabilir herhangi bir basınç altında erimez ve nispeten düşük kimyasal aktiviteye sahiptir. Yüksek termal iletkenliği, yüksek arıza elektrik alanı mukavemeti ve en yüksek akım yoğunluğu nedeniyle, bazıları özellikle yüksek güçlü yarı iletken bileşenlerin uygulanmasında silisyum karbürün yedek malzeme olarak kullanılmasını denemiştir. Ayrıca silisyum karbür, mikrodalga radyasyonu ile güçlü bir bağlanma etkisine sahiptir ve yüksek süblimleşme noktası, onu metallerin ısıtılması için uygun hale getirir.
Saf silisyum karbür renksizdir, ancak endüstriyel üretimde demir gibi saf olmayan maddelerin varlığından dolayı rengi genellikle kahverengiden siyaha kadar değişir. Kristalin yüzeyindeki gökkuşağı benzeri parlaklık, koruyucu bir silika tabakasının oluşmasından kaynaklanmaktadır.
SiC, SiC malzemelerinin enerji seviyesi yapısını doping yoluyla değiştiren ve performanslarını daha da düzenleyen bir yarı iletkendir. Esas olarak A, B ve N gibi atomları katkılamak için iyon implantasyonunu kullanır. Bunların arasında Al gibi alıcı atomların SiC kafesindeki Si'nin konumunu değiştirme ve derin ana enerji seviyeleri oluşturma ve böylece P tipi elde etme olasılığı daha yüksektir. yarı iletkenler; Ve N ve P gibi donör atomlarının C'nin kafes pozisyonunu işgal etme olasılığı daha yüksektir, sığ donör enerji seviyeleri oluşturur ve böylece N tipi yarı iletkenler elde edilir. SiC'nin diğer geniş bant aralıklı yarı iletkenlerin sahip olmadığı geniş bir katkılama aralığına (1X1014-1X1019 cm-3) sahip olduğunu ve bu kapsamda N-tipi ve P-tipi katkılamayı kolaylıkla gerçekleştirebildiğini belirtmekte fayda var. menzil. Örneğin AI katkılı 4H SiC tek kristallerinin direnci 5 kadar düşüktür.