Википедия

Карбид кремния

Карби́д кре́мния (карбору́нд) — бинарное неорганическое химическое соединение кремния с углеродом. Химическая формула SiC. В природе встречается в виде чрезвычайно редкого минерала — муассанита. Порошок карбида кремния был получен в 1893 году. Используется как абразив, полупроводник, в микроэлектронике (в силовых установках электроавтомобилей), для имитирующих алмаз вставок в ювелирные украшения, для изготовления пропускных колец спиннингов.

Карбид кремния
image
Общие
Хим. формула SiC
Физические свойства
Состояние кристаллы, друзы или кристаллические порошки от прозрачного белого, жёлтого, зелёного или тёмно-синего до чёрного цветов, в зависимости от чистоты, дисперсности, аллотропных и политипных модификаций.
Молярная масса 40,0962 г/моль
Плотность 3,21 г/см³
Твёрдость 9,5
Энергия ионизации 9,3 ± 0,1 эВ
Термические свойства
Температура
 • плавления (с разл.) 2730 °C
 • сублимации 4892 ± 1 ℉
Давление пара 0 ± 1 мм рт.ст.
Химические свойства
Растворимость
 • в воде нерастворим
 • в кислотах нерастворим
Оптические свойства
Показатель преломления 2,55
Классификация
Рег. номер CAS 409-21-2
PubChem
Рег. номер EINECS 206-991-8
SMILES
 
[C-]#[Si+]
InChI
 
InChI=1S/CSi/c1-2
HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N
RTECS VW0450000
ChEBI 29390
ChemSpider
Безопасность
NFPA 704
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
image Медиафайлы на Викискладе

Открытие и начало производства

image
Повторение эксперимента Г. Д. Раунда

О ранних, не систематических и часто непризнанных синтезах карбида кремния сообщали Деспретз (фр. César Despretz; 1849), Марсден (англ. Robert Sydney Marsden; 1880) и Колсон (Albert Colson; 1882 год). Широкомасштабное производство начал Эдвард Гудрич Ачесон в 1893 году. Он запатентовал метод получения порошкообразного карбида кремния 28 февраля 1893 года. Ачесон также разработал электрическую печь, в которой карбид кремния создаётся до сих пор. Он основал компанию The Carborundum Company для производства порошкообразного вещества, которое первоначально использовалось в качестве абразива.

Исторически первым способом использования карбида кремния было использование в качестве абразива. За этим последовало применение и в электронных устройствах. В начале XX века карбид кремния использовался в качестве детектора в первых радиоприемниках. В 1907 году Генри Джозеф Раунд создал первый светодиод, подавая напряжение на кристаллы SiC и наблюдая за жёлтым, зелёным и оранжевым излучением на катоде. Эти эксперименты были повторены О. В. Лосевым в СССР в 1923 году.

Формы нахождения в природе

image
Монокристалл муассанита (~1 мм в размере)

Природный карбид кремния — муассанит можно найти только в ничтожно малых количествах в некоторых типах метеоритов и в месторождениях корунда и кимберлита. Практически любой карбид кремния, продаваемый в мире, в том числе и в виде муассанитового украшения, является синтетическим. Природный муассанит был впервые обнаружен в 1893 году в виде небольших шестиугольных пластинчатых включений в метеорите Каньон Диабло в Аризоне Фердинандом Анри Муассаном, в честь которого и был назван минерал в 1905 году. Исследование Муассана о естественном происхождении карбида кремния было изначально спорным, потому что его образец мог быть загрязнён крошкой карбида кремния от пилы (в то время пилы уже содержали данное вещество).

Хоть карбид кремния и является редким веществом на Земле, он широко распространён в космосе. Это вещество встречается в пылевых облаках вокруг богатых углеродом звёзд, также его много в первозданных, не подвергшихся изменениям, метеоритах (почти исключительно в форме бета-). Анализ зёрен карбида кремния, найденных в углеродистом хондритовом метеорите Мёрчисон, показал аномальное изотопное соотношение углерода и кремния, что указывает на происхождение данного вещества за пределами Солнечной системы: 99 % зёрен SiC образовалось около богатых углеродом звёзд, принадлежащих к асимптотической ветви гигантов. Карбид кремния можно часто обнаружить вокруг таких звёзд по их ИК-спектрам.

Производство

Из-за редкости нахождения в природе муассанита карбид кремния, как правило, имеет искусственное происхождение. Простейшим способом производства является спекание кремнезёма с углеродом в графитовой электропечи Ачесона при высокой температуре 1600—2500 °C:

image
image
Синтетические кристаллы SiC ~3 мм в диаметре

Чистота карбида кремния, образующегося в печи Ачесона, зависит от расстояния до графитового резистора в ТЭНе.

Кристаллы высокой чистоты бесцветного, бледно-жёлтого и зелёного цвета находятся ближе всего к резистору. На большем расстоянии от резистора цвет изменяется на синий или чёрный из-за примесей. Загрязнителями чаще всего являются азот и алюминий, они влияют на электропроводность полученного материала.

image
Кристаллы карбида кремния, полученные благодаря [англ.]

Чистый карбид кремния можно получить с помощью так называемого [англ.], в котором порошкообразный SiC возгоняется в атмосфере аргона при 2500 °C и осаждается на более холодной подложке в виде чешуйчатых монокристаллов размерами до 2 см × 2 см. Этот процесс даёт высококачественные монокристаллы, получающиеся из-за быстрого нагрева до высоких температур и в основном состоящие из 6H-SiC фазы. Улучшенный процесс Лели при участии индукционного нагрева в графитовых тиглях даёт ещё большие монокристаллы до 10 см в диаметре. Кубический SiC, как правило, выращивается с помощью более дорогостоящего процесса — химического осаждения паров.

Чистый карбид кремния также может быть получен путём термического разложения полимера (SiCH3)n, в атмосфере инертного газа при низких температурах. Относительно CVD-процесса метод пиролиза более удобен, поскольку из полимера можно сформировать изделие любой формы перед запеканием в керамику.

Структура и свойства

Известно примерно 250 кристаллических форм карбида кремния. Полиморфизм SiC характеризуется большим количеством схожих кристаллических структур, называемых политипами. Они являются вариациями одного и того же химического соединения, которые идентичны в двух измерениях, но отличаются в третьем. Таким образом, их можно рассматривать как слои, сложенные в стопку в определённой последовательности.

Альфа-карбид кремния (α-SiC) является наиболее часто встречающимся полиморфом. Эта модификация образуется при температуре свыше 1700 °C и имеет гексагональную решётку, кристаллическая структура типа вюрцита.

Бета-модификация (β-SiC), с кристаллической структурой типа цинковой обманки (аналог структуры алмаза), образуется при температурах ниже 1700 °C. До недавнего времени бета-форма имела сравнительно небольшое коммерческое использование, однако в настоящее время в связи с использованием его в качестве гетерогенных катализаторов интерес к ней увеличивается. Нагревание бета-формы до температур свыше 1700 °C способно приводить к постепенному переходу кубической бета-формы в гексагональную (2Н, 4Н, 6Н, 8Н) и ромбичеcкую (15R). При повышении температуры и времени процесса все образующиеся формы переходят в конечном итоге в гексагональный альфа-политип 6Н.

Свойства основных политипов карбида кремния
Политип 3C (β) 4H 6H (α)
Кристаллическая структура Кубическая Гексагональная Гексагональная
Пространственная группа image image image
Символ Пирсона cF8 hP8 hP12
Постоянные решётки (Å) 4,3596 3,0730; 10,053 3,0810; 15,12
Плотность (г/см3) 3,21 3,21 3,21
Ширина запрещённой зоны (эВ) 2,36 3,23 3,05
МОС (ГПа) 250 220 220
Теплопроводность (Вт/(см·К)) 3,6 3,7 4,9

Чистый карбид кремния бесцветен. Его оттенки от коричневого до чёрного цвета связаны с примесями железа. Радужный блеск кристаллов обусловливается тем, что при контакте с воздухом на их поверхности образуется плёнка из диоксида кремния, что приводит к пассивированию внешнего слоя.

Карбид кремния является весьма инертным химическим веществом: практически не взаимодействует с большинством кислот, кроме концентрированных фтористоводородной (плавиковой), азотной и ортофосфорной кислот. Способен выдерживать нагревание на открытом воздухе до температур порядка 1500 °C. Карбид кремния не плавится при любом известном давлении, но способен сублимировать при температурах свыше 1700 °C. Высокая карбида кремния делает его пригодным для создания подшипников и частей оборудования для высокотемпературных печей.

Существует большой интерес в использовании данного вещества в качестве полупроводникового материала в электронике, где высокая теплопроводность, высокое электрическое напряжение пробоя и высокая плотность электрического тока делают его перспективным материалом для высокомощных устройств, в том числе при создании сверхмощных светодиодов. Карбид кремния имеет очень низкий коэффициент теплового расширения (4,0⋅10−6 K−1) и в достаточно широком температурном диапазоне эксплуатации не испытывает фазовых переходов (в том числе фазовых переходов второго рода), из-за которых может произойти разрушение монокристаллов.

Электропроводность

Карбид кремния является полупроводником, тип проводимости которого зависит от примесей. Проводимость n-типа получается при легировании азотом или фосфором, а p-тип — с помощью алюминия, бора, галлия или бериллия. Металлическая проводимость была достигнута за счёт сильного легирования бором, алюминием и азотом.

Сверхпроводимость была обнаружена в политипах 3C-SiC:Al, 3C-SiC:B и 6H-SiC:B при одинаковой температуре — 1,5 К.

Физические свойства

Карбид кремния является твёрдым, тугоплавким веществом. Кристаллическая решётка аналогична решётке алмаза. Является полупроводником.

  • Стандартная энтальпия образования (298 К): −66,1 кДж/моль.
  • (298 К): −63,7 кДж/моль.
  • (298 К): 16,61 Дж/(моль·K).
  • Стандартная мольная теплоемкость (298 К): 26,86 Дж/(моль·K).
  • Характер кристаллической решётки: атомный. Энергия кристаллической решётки: 299 ккал/(г·форм[прояснить]).

Химические свойства

По типу химической связи карбид кремния относится к ковалентным кристаллам. Доля ионной связи, обусловленной некоторым различием в электроотрицательностях атомов Si и C, не превышает 10—12 %. Энергия ковалентной связи между атомами кремния и углерода в кристаллах SiC почти в три раза превышает энергию связи между атомами в кристаллах кремния. Благодаря сильным химическим связям карбид кремния выделяется среди других материалов высокой химической и радиационной стойкостью, температурной стабильностью физических свойств, большой механической прочностью и высокой твёрдостью. В инертной атмосфере карбид кремния разлагается только при очень высокой температуре:

image.

Сильно перегретый пар разлагает карбид кремния:

image.

Концентрированные кислоты и их смеси растворяют карбид кремния:

image
image.

В присутствии кислорода щёлочи растворяют карбид кремния:

image
image.

При нагревании реагирует с кислородом:

image

с галогенами:

image

с азотом, образуя нитрид кремния:

image

с активными металлами:

image

и их пероксидами:

image.

Применение

Абразивные и режущие инструменты

image
Режущие диски из карбида кремния

В современной гранильной мастерской карбид кремния является популярным абразивом из-за его прочности и низкой стоимости. В обрабатывающей промышленности из-за его высокой твёрдости он используется в абразивной обработке в таких процессах как шлифование, хонингование, водоструйная резка и пескоструйная обработка. Частицы карбида кремния ламинируются на бумагу для создания шлифовальной шкурки.

Суспензии мелкодисперсных порошков карбида кремния в масле, глицерине или этиленгликоле используются в процессе проволочной резки полупроводниковых монокристаллов на пластины.

В 1982 году случайно был обнаружен композит, состоящий из оксида алюминия и карбида кремния, кристаллы которого растут в виде очень тонких нитей.

Конструкционные материалы

image
Карбид кремния используется в качестве лицевого слоя композитной секции противопулевого бронежилета

Карбид кремния наряду с карбидом вольфрама и другими износостойкими материалами применяется для создания торцевых механических уплотнений.

В 1980-х и 1990-х годах карбид кремния исследовался в нескольких научно-исследовательских программах разработки высокотемпературных газовых турбин в США, Японии и Европе. Планировалось, что разработанные компоненты из карбида кремния заменят рабочие и сопловые лопатки турбин из никелевых жаропрочных сплавов. Тем не менее, ни один из этих проектов не привёл к промышленному производству, в основном из-за низкого сопротивления ударным нагрузкам и низкой вязкости разрушения карбида кремния.

Подобно другим высокотвёрдым керамическим материалам (оксид алюминия и карбид бора), карбид кремния используется как компонент композитной брони, применяемой для защиты вооружения и военной техники, а также в виде составного элемента слоистой брони керамика/органопластик противопульных жилетов. В бронежилете «Шкура дракона», созданном компанией Pinnacle Armor, используются диски из карбида кремния.

Автомотодетали

image
Углерод-керамические (карбид кремния) дисковые тормоза Porsche Carrera GT

Инфильтрованый кремний в материале «композит углерод-углерод» используется для производства высококачественных «керамических» дисковых тормозов, так как способен выдерживать экстремальные температуры. Кремний вступает в реакцию с графитом в «композите углерод-углерод», становясь армированным углеродным волокном карбида кремния (C/SiC). Диски из этого материала используются на некоторых спортивных автомобилях, в том числе Porsche Carrera GT, Bugatti Veyron, , Bentley, Ferrari, Lamborghini. Карбид кремния используется также в спечённых формах в дизельных фильтрах для очистки от твёрдых частиц[уточнить].

Электроника и электротехника

Первыми электрическими устройствами из SiC были нелинейные элементы варисторы и вентильные разрядники (см. также: тирит, , , силит) для защиты электроустановок от перенапряжений. Карбид кремния в разрядниках применяется в виде материала вилита — смеси SiC и связующего. Варистор обладает высоким сопротивлением до тех пор, пока напряжение на нём не достигнет определённого порогового значения VT, после чего его сопротивление падает до более низкого уровня и поддерживает это значение, пока приложенное напряжение не упадёт ниже VT.

Электронные приборы
image
Светодиод

Карбид кремния используется в сверхбыстрых высоковольтных диодах Шоттки, n-МОП транзисторах и в высокотемпературных тиристорах. По сравнению с приборами на основе кремния и арсенида галлия приборы из карбида кремния имеют следующие преимущества:

  • в несколько раз большая ширина запрещённой зоны;
  • в 10 раз большая электрическая прочность;
  • высокие допустимые рабочие температуры (до 600 °C);
  • теплопроводность в 3 раза больше, чем у кремния, и почти в 10 раз больше, чем у арсенида галлия;
  • устойчивость к воздействию радиации;
  • стабильность электрических характеристик при изменении температуры и отсутствие дрейфа параметров во времени.

Из почти 250 модификаций карбида кремния только две применяются в полупроводниковых приборах — 4H-SiC и 6H-SiC.

Проблемы с сопряжением элементов, основанных на диоксиде кремния, препятствуют развитию n-МОП транзисторов и IGBT, основанных на карбидокремнии. Другая проблема заключается в том, что сам SiC пробивается при высоких электрических полях в связи с образованием цепочек дефектов упаковки, но эта проблема может быть решена совсем скоро[прояснить].

История светодиодов из SiC весьма примечательна: впервые свечение в SiC было обнаружено Х. Роундом в 1907 году. Первые коммерческие светодиоды были также на основе карбида кремния. Жёлтые светодиоды из 3C-SiC были изготовлены в СССР в 1970-х годах, а синие (из 6H-SiC) по всему миру — в 1980-х годах. Производство вскоре остановилось, потому что нитрид галлия показал в 10—100 раз более яркую эмиссию. Эта разница в эффективности связана с неблагоприятной непрямой запрещённой зоной SiC, в то время как нитрид галлия имеет прямую запрещённую зону, которая способствует увеличению интенсивности свечения. Тем не менее, SiC по-прежнему является одним из важных компонентов светодиодов — это популярная подложка для выращивания устройств из нитрида галлия, также он служит теплораспределителем в мощных светодиодах.

Астрономия и точная оптика

Жесткость, высокая теплопроводность и низкий коэффициент теплового расширения делают карбид кремния термостабильным материалом в широком диапазоне рабочих температур. Это обуславливает широкое применение карбидкремниевых матриц для изготовления зеркальных элементов в различных оптических системах, например, в астрономических телескопах или в системах передачи энергии с использованием лазерного излучения. Развитие технологий (химическое осаждение паров) позволяет создавать диски из поликристаллического карбида кремния до 3,5 метров в диаметре. Заготовки зеркал могут формироваться различными методами, включая прессование чистого мелкого порошка карбида кремния под высоким давлением. Несколько телескопов (например, Gaia) уже оснащены оптикой из карбида кремния, покрытого алюминием.

Пирометрия

image
Изображения теста пирометрии. Высота пламени 7 см

Волокна из карбида кремния используются для измерения температуры газов оптическим методом, называемым тонкой пирометрией накаливания. При измерении тонкие нити (диаметр 15 мкм) из карбида кремния вводят в зону измерения. Волокна практически не влияют на процесс горения, а их температура близка к температуре пламени. Таким методом может быть измерена температура в диапазоне 800—2500 K.

Нагревательные элементы

Первые упоминания об использовании карбида кремния для изготовления нагревательных элементов относятся к началу 20 века, когда они были изготовлены в США и в Берлине[источник не указан 4105 дней].

В настоящее время карбид кремния является одним из типичных материалов для изготовления нагревательных элементов, способных работать при температурах до 1400 °C на воздухе и до 2000 °C в нейтральной или восстановительной среде[источник не указан 4105 дней], что заметно выше, чем доступно для многих металлических нагревателей[источник не указан 4105 дней].

Нагревательные элементы из карбида кремния используются при плавлении цветных металлов и стекла, при термической обработке металлов, флоат-стекла, при производстве керамики, электронных компонентов и т. д.

Ядерная энергетика

Благодаря высокой устойчивости к воздействию внешних неблагоприятных факторов, включая природные, высокой прочности и твёрдости, низкому коэффициенту теплового расширения и низкому коэффициенту диффузии примесей и продуктов деления реакционноспечённый карбид кремния нашёл применение в ядерной энергетике.

Карбид кремния, наряду с другими материалами, используется в качестве слоя из триструктурально-изотропного покрытия для элементов ядерного топлива в высокотемпературных реакторах, в том числе в газоохлаждаемых реакторах[источник не указан 918 дней].

Из карбида кремния изготавливаются пеналы для длительного хранения и захоронения ядерных отходов[источник не указан 918 дней].

Ювелирные изделия

image
Кольцо с синтетическим муассанитом

Как ювелирный камень карбид кремния используется в ювелирном деле под названием «синтетический муассанит» или просто «муассанит». Муассанит похож на алмаз: он прозрачен и твёрд (9—9,5 по шкале Мооса, по сравнению с 10 для алмаза), с показателем преломления 2,65—2,69 (по сравнению с 2,42 для алмаза).

image Внешние изображения
Различия в разложении света камнями
image Дисперсия света огранёнными муассанитом и бриллиантом.

Муассанит имеет несколько более сложную структуру, чем обычный кубический диоксид циркония. В отличие от алмаза, муассанит может иметь сильное двулучепреломление. Это качество является желательным в некоторых оптических конструкциях, но только не в драгоценных камнях. По этой причине муассанитовые драгоценности разрезают вдоль оптической оси кристалла, чтобы свести к минимуму эффект двупреломления. Муассанит имеет более низкую плотность 3,21 г/см3 (против 3,53 г/см3 для алмаза) и гораздо более устойчив к теплу. В результате получается камень с большим блеском минерала, с чёткими гранями и хорошей устойчивостью к внешним воздействиям.

image
Синтетический карбид кремния: карборунд, муассанит (бриллиантовая огранка)

В сравнении с алмазом, который горит при температуре 800 °C, муассанит остаётся неповреждённым вплоть до температуры в 1800 °C (температура плавления чистого золота равна 1064 °C). Муассанит стал популярен как заменитель алмаза и может быть ошибочно принят за алмаз, так как его теплопроводность гораздо ближе к алмазу, чем у любого другого заменителя бриллианта. Драгоценный камень можно отличить от алмаза с помощью его двулучепреломления и очень небольшой зелёной или жёлтой флуоресценции в ультрафиолетовом свете.

Производство стали

Карбид кремния выступает в качестве топлива для изготовления стали в конвертерном производстве. Он чище, чем уголь, что позволяет сократить отходы производства. Также может быть использован для повышения температуры и регулирования содержания углерода. Использование карбида кремния стоит меньше и позволяет производить чистую сталь из-за низкого уровня содержания микроэлементов, по сравнению с ферросилицием и сочетанием с углеродом.

Катализатор

Естественная резистентность карбида кремния к окислению, а также открытие новых путей синтеза кубической формы β-SiC с большей площадью поверхности, приводит к большому интересу в использовании его в качестве гетерогенного катализатора. Эта форма уже использовалась в качестве катализатора при окислении углеводородов, таких как н-бутан, малеиновый ангидрид.

Производство графена

Карбид кремния используется для производства графена с помощью графитизации при высоких температурах. Это производство рассматривается как один из перспективных методов синтеза графена в больших масштабах для практических применений. Высокая температура (2830 °C, как выше указано в реакции) приводит к разложению карбида кремния. Кремний как более летучий элемент уходит из приповерхностных слоёв, оставляя одно- или многослойный графен, нижние из которых сильно связаны с объёмным кристалом. В качестве исходного материала используют монокристаллы 6H-SiC(0001), на поверхности которых формировались террасы графена в результате термообработки с размерами около 1 мкм, разделённые областями с несколькими слоями.

Применение в строительстве

Может использоваться в качестве фибры в фибробетоне (аналогично базальтовому волокну).

См. также

Примечания

  1. Patnaik, P. Handbook of Inorganic Chemicals (англ.). — McGraw-Hill Education, 2002. — ISBN 0070494398.
  2. http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0555.html
  3. Properties of Silicon Carbide (SiC) (англ.). Ioffe Institute. Архивировано 24 апреля 2012 года.
  4. Weimer, A. W. Carbide, nitride, and boride materials synthesis and processing (англ.). — Springer, 1997. — P. 115. — ISBN 0412540606.
  5. Acheson, G. (1893) U.S. Patent 492 767 «Production of artificial crystalline carbonaceous material» (англ.).
  6. The Manufacture of Carborundum — a New Industry (англ.). 4 июля 1894. Архивировано из оригинала 23 января 2009.
  7. Dunwoody, Henry H. C. (1906) U.S. Patent 837 616 «Wireless telegraph system» (silicon carbide detector) (англ.).
  8. Hart, Jeffrey A.; Stefanie Ann Lenway, Thomas Murtha.: . A History of Electroluminescent Displays (англ.). Архивировано 24 апреля 2012 года.
  9. Moissan, Henri. Nouvelles recherches sur la météorité de Cañon Diablo (фр.) // [англ.] : magazine. — 1904. — Vol. 139. — P. 773—786. Архивировано 2 декабря 2019 года.
  10. Di Pierro S. et al. Rock-forming moissanite (natural α-silicon carbide) (итал.) // [англ.] : diario. — 2003. — V. 88. — P. 1817—1821. Архивировано 24 сентября 2015 года.
  11. Alexander C. M. O'D. In situ measurement of interstellar silicon carbide in two CM chondrite meteorites (англ.) // Nature : journal. — 1990. — Vol. 348. — P. 715—717. — doi:10.1038/348715a0.
  12. Jim Kelly. The Astrophysical Nature of Silicon Carbide. Архивировано 4 мая 2017 года.
  13. Harris, Gary Lynn. Properties of silicon carbide (англ.). — United Kingdom: IEE, 1995. — 282 с. — P. 19; 170—180. — ISBN 0852968701.
  14. Lely, Jan Anthony. Darstellung von Einkristallen von Silicium Carbid und Beherrschung von Art und Menge der eingebauten Verunreinigungen (нем.) // Berichte der Deutschen Keramischen Gesellschaft : Журнал. — 1955. — H. 32. — S. 229—236.
  15. N. Ohtani, T. Fujimoto, T. Aigo, M. Katsuno, H. Tsuge, H. Yashiro. Large high-quality silicon carbide substrates (англ.) // Nippon Steel Technical Report. — 2001. — No. 84. Архивировано из оригинала 4 марта 2012 года.
  16. Byrappa, K.; Ohachi, T. Crystal growth technology (англ.). — Springer, 2003. — P. 180—200. — ISBN 3540003673.
  17. Pitcher, M. W.; Joray, S. J.; Bianconi, P. A. Smooth Continuous Films of Stoichiometric Silicon Carbide from Poly(methylsilyne) (англ.) // журнал Advanced Materials. — 2004. — P. 706. — doi:10.1002/adma.200306467.
  18. Park, Yoon-Soo. SiC materials and devices (англ.). — Academic Press, 1998. — P. 20—60. — ISBN 0127521607.
  19. Bunsell, A. R.; Piant, A. A review of the development of three generations of small diameter silicon carbide fibres (англ.) // Journal of Materials Science. — 2006. — P. 823. — doi:10.1007/s10853-006-6566-z.
  20. Laine, Richard M. Preceramic polymer routes to silicon carbide (англ.). — Babonneau, Florence: Chemistry of Materials, 1993. — P. 260. — doi:10.1021/cm00027a007.
  21. Cheung, Rebecca. Silicon carbide microelectromechanical systems for harsh environments (англ.). — Imperial College Press, 2006. — P. 3. — ISBN 1860946240.
  22. Morkoç, H.; Strite, S.; Gao, G. B.; Lin, M. E.; Sverdlov, B.; Burns, M. Large-band-gap SiC, III-V nitride, and II-VI ZnSe-based semiconductor device technologies (англ.). — Journal of Applied Physics, 1994. — P. 1363. — doi:10.1063/1.358463.
  23. Muranaka, T. Superconductivity in carrier-doped silicon carbide (англ.). — Sci. Technol. Adv. Mater., 2008. — doi:10.1088/1468-6996/9/4/044204.
  24. Карбид кремния / под ред. Г. Хенита и Р. Рол, пер. с англ. — М.: Мир, 1972. — 349 с., с ил. — С. 119—128.
  25. Г. Г. Гнесин. Карбидокремниевые материалы. — М.: Металлургия, 1977. — 216 с., с ил.
  26. Properties of Silicon Carbide (SiC) (англ.). Ioffe Institute. Дата обращения: 6 июня 2009. Архивировано 24 апреля 2012 года.
  27. Yoon-Soo Park, Willardson, Eicke R. Weber. SiC materials and devices (англ.). — Academic Press, 1998. — P. 1—18. — ISBN 0127521607.
  28. Bhatnagar, M.; Baliga, B. J. Comparison of 6H-SiC, 3C-SiC, and Si for power devices (англ.). — IEEE Transactions on Electron Devices, 1993. — Iss. 3. — P. 645—655. — doi:10.1109/16.199372. Архивировано 1 сентября 2010 года.
  29. Kriener, M. Superconductivity in heavily boron-doped silicon carbide (англ.) // Sci. Technol. Adv. Mater. : журнал. — 2008. — Iss. 9. — P. 044205. — doi:10.1088/1468-6996/9/4/044205.
  30. Важнейшие соединения кремния. Дата обращения: 24 мая 2010. Архивировано 13 октября 2007 года.
  31. Рабинович, В. А. Кремния карбид // Краткий химический справочник / В. А. Рабинович, З. Я. Хавин. — Л. : Химия, 1977. — С. 74.
  32. А. М. Голуб. Общая и неорганическая химия = Загальна та неорганична хімія. — Вища школа, 1971. — С. 227. — 443 с. — 6700 экз.
  33. Fuster, Marco A. (1997) «Skateboard grip tape», U.S. Patent 5 622 759 (англ.).
  34. Bansal, Narottam P. Handbook of ceramic composites (англ.). — Springer, 2005. — P. 312. — ISBN 1402081332.
  35. Ceramics for turbine engines (англ.). Архивировано 6 апреля 2009.
  36. Dragon Skin – Most Protective Body Armor – Lightweight (англ.). Future Firepower. Архивировано 24 апреля 2012 года.
  37. Top 10 Fast Cars (англ.). Архивировано из оригинала 26 августа 2009 года.
  38. O'Sullivan, D.; Pomeroy, M. J.; Hampshire, S.; Murtagh, M. J. Degradation resistance of silicon carbide diesel particulate filters to diesel fuel ash deposits (англ.) // MRS proceedings. — 2004. — Iss. 19. — P. 2913—2921. — doi:10.1557/JMR.2004.0373.
  39. Whitaker, Jerry C. The electronics handbook (англ.). — CRC Press, 2005. — P. 1108. — ISBN 0849318890.
  40. Bhatnagar, M.; Baliga, B. J. Comparison of 6H-SiC, 3C-SiC, and Si for power devices (англ.) // IEEE Transactions on Electron Devices. — 1993. — Iss. 3. — P. 645—655. — doi:10.1109/16.199372. Архивировано 1 сентября 2010 года.
  41. Madar, Roland. Materials science: Silicon carbide in contention (англ.) // Nature : Журнал. — 2004-08-26. — Iss. 430. — P. 974—975. — doi:10.1038/430974a.
  42. Yellow SiC LED (англ.). Архивировано 24 апреля 2012 года.
  43. Stringfellow, Gerald B. High brightness light emitting diodes (англ.). — Academic Press, 1997. — P. 48, 57, 425. — ISBN 0127521569.
  44. The largest telescope mirror ever put into space (англ.). European Space Agency. Архивировано 19 октября 2012. Дата обращения: 3 мая 2010.
  45. Petrovsky, G. T. 2.7-meter-diameter silicon carbide primary mirror for the SOFIA telescope (англ.) // Journal Proc. SPIE. — P. 263. Архивировано 1 октября 2017 года.
  46. Thin-Filament Pyrometry Developed for Measuring Temperatures in Flames (англ.). NASA. Архивировано 15 марта 2012. Дата обращения: 3 мая 2010.
  47. Maun, Jignesh D.; Sunderland, P. B.; Urban, D. L. Thin-filament pyrometry with a digital still camera (англ.) // Applied Optics. — 2007. — Iss. 4. — P. 483. — doi:10.1364/AO.46.000483. — PMID 17230239.
  48. Yeshvant V. Deshmukh. Industrial heating: principles, techniques, materials, applications, and design. — CRC Press, 2005. — С. 383—393. — ISBN 0849334055.
  49. López-Honorato, E. TRISO coated fuel particles with enhanced SiC properties (англ.) // Journal of Nuclear Materials : журнал. — 2009. — P. 219. — doi:10.1016/j.jnucmat.2009.03.013.
  50. Moissanite vs. Diamond: What’s the Difference? Архивная копия от 25 июня 2024 на Wayback Machine (англ.)
  51. What is moissanite? Архивная копия от 25 июня 2024 на Wayback Machine (англ.)
  52. O'Donoghue, M. Gems (англ.). — Elsevier. — 2006. — P. 89. — ISBN 0-75-065856-8.
  53. Silicon carbide (steel industry) (англ.). Архивировано 24 апреля 2012 года.
  54. Rase, Howard F. Handbook of commercial catalysts : heterogeneous catalysts : [англ.]. — CRC Press, 2000. — P. 258. — ISBN 0849394171.
  55. Singh, S. K. High surface area silicon carbide from rice husk : A support material for catalysts : [англ.] / S. K. Singh, K. M. Parida, B. C. Mohanty … [et al.] // Reaction Kinetics and Catalysis Letters. — 1995. — Vol. 54. — P. 29–34. — doi:10.1007/BF02071177.
  56. de Heer, Walt A. Handbook of Nanophysics (англ.). — Epitaxial graphene: Taylor and Francis, 2010. — ISBN 1420075381. (недоступная ссылка)
  57. de Heer, Walt A. Epitaxial graphene (англ.) // Solid State Communications. — 2007. — P. 92. — doi:10.1016/j.ssc.2007.04.023. Архивировано из оригинала 9 декабря 2008 года.
  58. Елецкий А. В., Искандарова И. М., Книжник А. А., Красиков Д. Н. Графен: методы получения и теплофизические свойства // Успехи физических наук. — Российская академия наук, 2011. — Т. 181. — С. 227—258. — doi:10.3367/UFNr.0181.201103a.0233. Архивировано 14 декабря 2012 года.
  59. 212. К. А. Сарайкина, В. А. Шаманов Дисперсное армирование бетонов // Вестник ПГТУ. Урбанистика. 2011. № 2.

Ссылки

  • Kelly, Jim. A brief history of SiC : [арх. 19.01.2008] // Jim Kelly's filing cabinet. — Department of Chemistry, University College London, 2005. — 18 июля. — Дата обращения: 23.06.2020.
  • Карбид кремния: технология, свойства, применение / Под ред. Беляева А. Е., Конаковой Р. В. — Харьков: ИСМА, 2010. — 532 с. — ISBN 978-966-02-5445-9
  • Дигонский С. В. Газофазные процессы синтеза и спекания тугоплавких веществ. — М.: ГЕОС, 2013. — 462 с.

Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Карбид кремния, Что такое Карбид кремния? Что означает Карбид кремния?

Karbi d kre mniya karboru nd binarnoe neorganicheskoe himicheskoe soedinenie kremniya s uglerodom Himicheskaya formula SiC V prirode vstrechaetsya v vide chrezvychajno redkogo minerala muassanita Poroshok karbida kremniya byl poluchen v 1893 godu Ispolzuetsya kak abraziv poluprovodnik v mikroelektronike v silovyh ustanovkah elektroavtomobilej dlya imitiruyushih almaz vstavok v yuvelirnye ukrasheniya dlya izgotovleniya propusknyh kolec spinningov Karbid kremniyaObshieHim formula SiCFizicheskie svojstvaSostoyanie kristally druzy ili kristallicheskie poroshki ot prozrachnogo belogo zhyoltogo zelyonogo ili tyomno sinego do chyornogo cvetov v zavisimosti ot chistoty dispersnosti allotropnyh i politipnyh modifikacij Molyarnaya massa 40 0962 g molPlotnost 3 21 g sm Tvyordost 9 5Energiya ionizacii 9 3 0 1 eVTermicheskie svojstvaTemperatura plavleniya s razl 2730 C sublimacii 4892 1 Davlenie para 0 1 mm rt st Himicheskie svojstvaRastvorimost v vode nerastvorim v kislotah nerastvorimOpticheskie svojstvaPokazatel prelomleniya 2 55KlassifikaciyaReg nomer CAS 409 21 2PubChem 9863Reg nomer EINECS 206 991 8SMILES C Si InChI InChI 1S CSi c1 2HBMJWWWQQXIZIP UHFFFAOYSA NRTECS VW0450000ChEBI 29390ChemSpider 9479BezopasnostNFPA 704 010Privedeny dannye dlya standartnyh uslovij 25 C 100 kPa esli ne ukazano inoe Mediafajly na VikiskladeOtkrytie i nachalo proizvodstvaPovtorenie eksperimenta G D Raunda O rannih ne sistematicheskih i chasto nepriznannyh sintezah karbida kremniya soobshali Despretz fr Cesar Despretz 1849 Marsden angl Robert Sydney Marsden 1880 i Kolson Albert Colson 1882 god Shirokomasshtabnoe proizvodstvo nachal Edvard Gudrich Acheson v 1893 godu On zapatentoval metod polucheniya poroshkoobraznogo karbida kremniya 28 fevralya 1893 goda Acheson takzhe razrabotal elektricheskuyu pech v kotoroj karbid kremniya sozdayotsya do sih por On osnoval kompaniyu The Carborundum Company dlya proizvodstva poroshkoobraznogo veshestva kotoroe pervonachalno ispolzovalos v kachestve abraziva Istoricheski pervym sposobom ispolzovaniya karbida kremniya bylo ispolzovanie v kachestve abraziva Za etim posledovalo primenenie i v elektronnyh ustrojstvah V nachale XX veka karbid kremniya ispolzovalsya v kachestve detektora v pervyh radiopriemnikah V 1907 godu Genri Dzhozef Raund sozdal pervyj svetodiod podavaya napryazhenie na kristally SiC i nablyudaya za zhyoltym zelyonym i oranzhevym izlucheniem na katode Eti eksperimenty byli povtoreny O V Losevym v SSSR v 1923 godu Formy nahozhdeniya v prirodeMonokristall muassanita 1 mm v razmere Prirodnyj karbid kremniya muassanit mozhno najti tolko v nichtozhno malyh kolichestvah v nekotoryh tipah meteoritov i v mestorozhdeniyah korunda i kimberlita Prakticheski lyuboj karbid kremniya prodavaemyj v mire v tom chisle i v vide muassanitovogo ukrasheniya yavlyaetsya sinteticheskim Prirodnyj muassanit byl vpervye obnaruzhen v 1893 godu v vide nebolshih shestiugolnyh plastinchatyh vklyuchenij v meteorite Kanon Diablo v Arizone Ferdinandom Anri Muassanom v chest kotorogo i byl nazvan mineral v 1905 godu Issledovanie Muassana o estestvennom proishozhdenii karbida kremniya bylo iznachalno spornym potomu chto ego obrazec mog byt zagryaznyon kroshkoj karbida kremniya ot pily v to vremya pily uzhe soderzhali dannoe veshestvo Hot karbid kremniya i yavlyaetsya redkim veshestvom na Zemle on shiroko rasprostranyon v kosmose Eto veshestvo vstrechaetsya v pylevyh oblakah vokrug bogatyh uglerodom zvyozd takzhe ego mnogo v pervozdannyh ne podvergshihsya izmeneniyam meteoritah pochti isklyuchitelno v forme beta Analiz zyoren karbida kremniya najdennyh v uglerodistom hondritovom meteorite Myorchison pokazal anomalnoe izotopnoe sootnoshenie ugleroda i kremniya chto ukazyvaet na proishozhdenie dannogo veshestva za predelami Solnechnoj sistemy 99 zyoren SiC obrazovalos okolo bogatyh uglerodom zvyozd prinadlezhashih k asimptoticheskoj vetvi gigantov Karbid kremniya mozhno chasto obnaruzhit vokrug takih zvyozd po ih IK spektram ProizvodstvoIz za redkosti nahozhdeniya v prirode muassanita karbid kremniya kak pravilo imeet iskusstvennoe proishozhdenie Prostejshim sposobom proizvodstva yavlyaetsya spekanie kremnezyoma s uglerodom v grafitovoj elektropechi Achesona pri vysokoj temperature 1600 2500 C SiO2 3C 1600 2500 CSiC 2CO displaystyle ce SiO2 3C gt 1600 2500 circ text C SiC 2CO uparrow Sinteticheskie kristally SiC 3 mm v diametre Chistota karbida kremniya obrazuyushegosya v pechi Achesona zavisit ot rasstoyaniya do grafitovogo rezistora v TENe Kristally vysokoj chistoty bescvetnogo bledno zhyoltogo i zelyonogo cveta nahodyatsya blizhe vsego k rezistoru Na bolshem rasstoyanii ot rezistora cvet izmenyaetsya na sinij ili chyornyj iz za primesej Zagryaznitelyami chashe vsego yavlyayutsya azot i alyuminij oni vliyayut na elektroprovodnost poluchennogo materiala Kristally karbida kremniya poluchennye blagodarya angl Chistyj karbid kremniya mozhno poluchit s pomoshyu tak nazyvaemogo angl v kotorom poroshkoobraznyj SiC vozgonyaetsya v atmosfere argona pri 2500 C i osazhdaetsya na bolee holodnoj podlozhke v vide cheshujchatyh monokristallov razmerami do 2 sm 2 sm Etot process dayot vysokokachestvennye monokristally poluchayushiesya iz za bystrogo nagreva do vysokih temperatur i v osnovnom sostoyashie iz 6H SiC fazy Uluchshennyj process Leli pri uchastii indukcionnogo nagreva v grafitovyh tiglyah dayot eshyo bolshie monokristally do 10 sm v diametre Kubicheskij SiC kak pravilo vyrashivaetsya s pomoshyu bolee dorogostoyashego processa himicheskogo osazhdeniya parov Chistyj karbid kremniya takzhe mozhet byt poluchen putyom termicheskogo razlozheniya polimera SiCH3 n v atmosfere inertnogo gaza pri nizkih temperaturah Otnositelno CVD processa metod piroliza bolee udoben poskolku iz polimera mozhno sformirovat izdelie lyuboj formy pered zapekaniem v keramiku Struktura i svojstvaStruktury osnovnyh politipov SiC b 3C SiC 4H SiC a 6H SiC Izvestno primerno 250 kristallicheskih form karbida kremniya Polimorfizm SiC harakterizuetsya bolshim kolichestvom shozhih kristallicheskih struktur nazyvaemyh politipami Oni yavlyayutsya variaciyami odnogo i togo zhe himicheskogo soedineniya kotorye identichny v dvuh izmereniyah no otlichayutsya v tretem Takim obrazom ih mozhno rassmatrivat kak sloi slozhennye v stopku v opredelyonnoj posledovatelnosti Alfa karbid kremniya a SiC yavlyaetsya naibolee chasto vstrechayushimsya polimorfom Eta modifikaciya obrazuetsya pri temperature svyshe 1700 C i imeet geksagonalnuyu reshyotku kristallicheskaya struktura tipa vyurcita Beta modifikaciya b SiC s kristallicheskoj strukturoj tipa cinkovoj obmanki analog struktury almaza obrazuetsya pri temperaturah nizhe 1700 C Do nedavnego vremeni beta forma imela sravnitelno nebolshoe kommercheskoe ispolzovanie odnako v nastoyashee vremya v svyazi s ispolzovaniem ego v kachestve geterogennyh katalizatorov interes k nej uvelichivaetsya Nagrevanie beta formy do temperatur svyshe 1700 C sposobno privodit k postepennomu perehodu kubicheskoj beta formy v geksagonalnuyu 2N 4N 6N 8N i rombicheckuyu 15R Pri povyshenii temperatury i vremeni processa vse obrazuyushiesya formy perehodyat v konechnom itoge v geksagonalnyj alfa politip 6N Svojstva osnovnyh politipov karbida kremniya Politip 3C b 4H 6H a Kristallicheskaya struktura Kubicheskaya Geksagonalnaya GeksagonalnayaProstranstvennaya gruppa Td2 F43m displaystyle T d 2 F43m C6v4 P63mc displaystyle C 6v 4 P6 3 mc C6v4 P63mc displaystyle C 6v 4 P6 3 mc Simvol Pirsona cF8 hP8 hP12Postoyannye reshyotki A 4 3596 3 0730 10 053 3 0810 15 12Plotnost g sm3 3 21 3 21 3 21Shirina zapreshyonnoj zony eV 2 36 3 23 3 05MOS GPa 250 220 220Teploprovodnost Vt sm K 3 6 3 7 4 9 Chistyj karbid kremniya bescveten Ego ottenki ot korichnevogo do chyornogo cveta svyazany s primesyami zheleza Raduzhnyj blesk kristallov obuslovlivaetsya tem chto pri kontakte s vozduhom na ih poverhnosti obrazuetsya plyonka iz dioksida kremniya chto privodit k passivirovaniyu vneshnego sloya Karbid kremniya yavlyaetsya vesma inertnym himicheskim veshestvom prakticheski ne vzaimodejstvuet s bolshinstvom kislot krome koncentrirovannyh ftoristovodorodnoj plavikovoj azotnoj i ortofosfornoj kislot Sposoben vyderzhivat nagrevanie na otkrytom vozduhe do temperatur poryadka 1500 C Karbid kremniya ne plavitsya pri lyubom izvestnom davlenii no sposoben sublimirovat pri temperaturah svyshe 1700 C Vysokaya karbida kremniya delaet ego prigodnym dlya sozdaniya podshipnikov i chastej oborudovaniya dlya vysokotemperaturnyh pechej Sushestvuet bolshoj interes v ispolzovanii dannogo veshestva v kachestve poluprovodnikovogo materiala v elektronike gde vysokaya teploprovodnost vysokoe elektricheskoe napryazhenie proboya i vysokaya plotnost elektricheskogo toka delayut ego perspektivnym materialom dlya vysokomoshnyh ustrojstv v tom chisle pri sozdanii sverhmoshnyh svetodiodov Karbid kremniya imeet ochen nizkij koefficient teplovogo rasshireniya 4 0 10 6 K 1 i v dostatochno shirokom temperaturnom diapazone ekspluatacii ne ispytyvaet fazovyh perehodov v tom chisle fazovyh perehodov vtorogo roda iz za kotoryh mozhet proizojti razrushenie monokristallov Elektroprovodnost Karbid kremniya yavlyaetsya poluprovodnikom tip provodimosti kotorogo zavisit ot primesej Provodimost n tipa poluchaetsya pri legirovanii azotom ili fosforom a p tip s pomoshyu alyuminiya bora galliya ili berilliya Metallicheskaya provodimost byla dostignuta za schyot silnogo legirovaniya borom alyuminiem i azotom Sverhprovodimost byla obnaruzhena v politipah 3C SiC Al 3C SiC B i 6H SiC B pri odinakovoj temperature 1 5 K Fizicheskie svojstva Karbid kremniya yavlyaetsya tvyordym tugoplavkim veshestvom Kristallicheskaya reshyotka analogichna reshyotke almaza Yavlyaetsya poluprovodnikom Standartnaya entalpiya obrazovaniya 298 K 66 1 kDzh mol 298 K 63 7 kDzh mol 298 K 16 61 Dzh mol K Standartnaya molnaya teploemkost 298 K 26 86 Dzh mol K Harakter kristallicheskoj reshyotki atomnyj Energiya kristallicheskoj reshyotki 299 kkal g form proyasnit Himicheskie svojstva Po tipu himicheskoj svyazi karbid kremniya otnositsya k kovalentnym kristallam Dolya ionnoj svyazi obuslovlennoj nekotorym razlichiem v elektrootricatelnostyah atomov Si i C ne prevyshaet 10 12 Energiya kovalentnoj svyazi mezhdu atomami kremniya i ugleroda v kristallah SiC pochti v tri raza prevyshaet energiyu svyazi mezhdu atomami v kristallah kremniya Blagodarya silnym himicheskim svyazyam karbid kremniya vydelyaetsya sredi drugih materialov vysokoj himicheskoj i radiacionnoj stojkostyu temperaturnoj stabilnostyu fizicheskih svojstv bolshoj mehanicheskoj prochnostyu i vysokoj tvyordostyu V inertnoj atmosfere karbid kremniya razlagaetsya tolko pri ochen vysokoj temperature SiC 2830 CSi C displaystyle ce SiC gt 2830 circ text C Si C Silno peregretyj par razlagaet karbid kremniya SiC 2H2O 1300 CSiO2 CH4 displaystyle ce SiC 2H2O gt 1300 circ text C SiO2 CH4 uparrow Koncentrirovannye kisloty i ih smesi rastvoryayut karbid kremniya 3SiC 8HNO3 3SiO2 3CO2 8NO 4H2O displaystyle ce 3 SiC 8 HNO3 gt 3 SiO2 3 CO2 8 NO 4 H2O 3SiC 18HF 8HNO3 3H2 SiF6 3CO2 8NO 10H2O displaystyle ce 3 SiC 18 HF 8 HNO3 gt 3 H2 SiF6 3 CO2 8 NO 10 H2O V prisutstvii kisloroda shyolochi rastvoryayut karbid kremniya SiC 2NaOH 2O2 Na2SiO3 CO2 H2O displaystyle ce SiC 2 NaOH 2 O2 gt Na2SiO3 CO2 H2O SiC 4NaOH 2O2 gt 350 CNa2SiO3 Na2CO3 2H2O displaystyle ce SiC 4NaOH 2O2 gt gt 350 circ text C Na2SiO3 Na2CO3 2H2O Pri nagrevanii reagiruet s kislorodom 2SiC 3O2 950 1700 C2SiO2 2CO displaystyle ce 2SiC 3O2 gt 950 1700 circ text C 2SiO2 2CO uparrow s galogenami SiC 2Cl2 600 1200 CSiCl4 C displaystyle ce SiC 2Cl2 gt 600 1200 circ text C SiCl4 C s azotom obrazuya nitrid kremniya 6SiC 7N2 1000 1400 C2Si3N4 3C2N2 displaystyle ce 6SiC 7N2 gt 1000 1400 circ text C 2Si3N4 3C2N2 s aktivnymi metallami 2SiC 5Mg 700 C2Mg2Si MgC2 displaystyle ce 2SiC 5Mg gt 700 circ text C 2Mg2Si MgC2 i ih peroksidami SiC 4Na2O2 700 800 CNa2SiO3 Na2CO3 2Na2O displaystyle ce SiC 4Na2O2 gt 700 800 circ text C Na2SiO3 Na2CO3 2Na2O PrimenenieAbrazivnye i rezhushie instrumenty Rezhushie diski iz karbida kremniya V sovremennoj granilnoj masterskoj karbid kremniya yavlyaetsya populyarnym abrazivom iz za ego prochnosti i nizkoj stoimosti V obrabatyvayushej promyshlennosti iz za ego vysokoj tvyordosti on ispolzuetsya v abrazivnoj obrabotke v takih processah kak shlifovanie honingovanie vodostrujnaya rezka i peskostrujnaya obrabotka Chasticy karbida kremniya laminiruyutsya na bumagu dlya sozdaniya shlifovalnoj shkurki Suspenzii melkodispersnyh poroshkov karbida kremniya v masle glicerine ili etilenglikole ispolzuyutsya v processe provolochnoj rezki poluprovodnikovyh monokristallov na plastiny V 1982 godu sluchajno byl obnaruzhen kompozit sostoyashij iz oksida alyuminiya i karbida kremniya kristally kotorogo rastut v vide ochen tonkih nitej Konstrukcionnye materialy Karbid kremniya ispolzuetsya v kachestve licevogo sloya kompozitnoj sekcii protivopulevogo bronezhileta Karbid kremniya naryadu s karbidom volframa i drugimi iznosostojkimi materialami primenyaetsya dlya sozdaniya torcevyh mehanicheskih uplotnenij V 1980 h i 1990 h godah karbid kremniya issledovalsya v neskolkih nauchno issledovatelskih programmah razrabotki vysokotemperaturnyh gazovyh turbin v SShA Yaponii i Evrope Planirovalos chto razrabotannye komponenty iz karbida kremniya zamenyat rabochie i soplovye lopatki turbin iz nikelevyh zharoprochnyh splavov Tem ne menee ni odin iz etih proektov ne privyol k promyshlennomu proizvodstvu v osnovnom iz za nizkogo soprotivleniya udarnym nagruzkam i nizkoj vyazkosti razrusheniya karbida kremniya Podobno drugim vysokotvyordym keramicheskim materialam oksid alyuminiya i karbid bora karbid kremniya ispolzuetsya kak komponent kompozitnoj broni primenyaemoj dlya zashity vooruzheniya i voennoj tehniki a takzhe v vide sostavnogo elementa sloistoj broni keramika organoplastik protivopulnyh zhiletov V bronezhilete Shkura drakona sozdannom kompaniej Pinnacle Armor ispolzuyutsya diski iz karbida kremniya Avtomotodetali Uglerod keramicheskie karbid kremniya diskovye tormoza Porsche Carrera GT Infiltrovanyj kremnij v materiale kompozit uglerod uglerod ispolzuetsya dlya proizvodstva vysokokachestvennyh keramicheskih diskovyh tormozov tak kak sposoben vyderzhivat ekstremalnye temperatury Kremnij vstupaet v reakciyu s grafitom v kompozite uglerod uglerod stanovyas armirovannym uglerodnym voloknom karbida kremniya C SiC Diski iz etogo materiala ispolzuyutsya na nekotoryh sportivnyh avtomobilyah v tom chisle Porsche Carrera GT Bugatti Veyron Bentley Ferrari Lamborghini Karbid kremniya ispolzuetsya takzhe v spechyonnyh formah v dizelnyh filtrah dlya ochistki ot tvyordyh chastic utochnit Elektronika i elektrotehnika Pervymi elektricheskimi ustrojstvami iz SiC byli nelinejnye elementy varistory i ventilnye razryadniki sm takzhe tirit silit dlya zashity elektroustanovok ot perenapryazhenij Karbid kremniya v razryadnikah primenyaetsya v vide materiala vilita smesi SiC i svyazuyushego Varistor obladaet vysokim soprotivleniem do teh por poka napryazhenie na nyom ne dostignet opredelyonnogo porogovogo znacheniya VT posle chego ego soprotivlenie padaet do bolee nizkogo urovnya i podderzhivaet eto znachenie poka prilozhennoe napryazhenie ne upadyot nizhe VT Elektronnye priborySvetodiod Karbid kremniya ispolzuetsya v sverhbystryh vysokovoltnyh diodah Shottki n MOP tranzistorah i v vysokotemperaturnyh tiristorah Po sravneniyu s priborami na osnove kremniya i arsenida galliya pribory iz karbida kremniya imeyut sleduyushie preimushestva v neskolko raz bolshaya shirina zapreshyonnoj zony v 10 raz bolshaya elektricheskaya prochnost vysokie dopustimye rabochie temperatury do 600 C teploprovodnost v 3 raza bolshe chem u kremniya i pochti v 10 raz bolshe chem u arsenida galliya ustojchivost k vozdejstviyu radiacii stabilnost elektricheskih harakteristik pri izmenenii temperatury i otsutstvie drejfa parametrov vo vremeni Iz pochti 250 modifikacij karbida kremniya tolko dve primenyayutsya v poluprovodnikovyh priborah 4H SiC i 6H SiC Problemy s sopryazheniem elementov osnovannyh na diokside kremniya prepyatstvuyut razvitiyu n MOP tranzistorov i IGBT osnovannyh na karbidokremnii Drugaya problema zaklyuchaetsya v tom chto sam SiC probivaetsya pri vysokih elektricheskih polyah v svyazi s obrazovaniem cepochek defektov upakovki no eta problema mozhet byt reshena sovsem skoro proyasnit Istoriya svetodiodov iz SiC vesma primechatelna vpervye svechenie v SiC bylo obnaruzheno H Roundom v 1907 godu Pervye kommercheskie svetodiody byli takzhe na osnove karbida kremniya Zhyoltye svetodiody iz 3C SiC byli izgotovleny v SSSR v 1970 h godah a sinie iz 6H SiC po vsemu miru v 1980 h godah Proizvodstvo vskore ostanovilos potomu chto nitrid galliya pokazal v 10 100 raz bolee yarkuyu emissiyu Eta raznica v effektivnosti svyazana s neblagopriyatnoj nepryamoj zapreshyonnoj zonoj SiC v to vremya kak nitrid galliya imeet pryamuyu zapreshyonnuyu zonu kotoraya sposobstvuet uvelicheniyu intensivnosti svecheniya Tem ne menee SiC po prezhnemu yavlyaetsya odnim iz vazhnyh komponentov svetodiodov eto populyarnaya podlozhka dlya vyrashivaniya ustrojstv iz nitrida galliya takzhe on sluzhit teploraspredelitelem v moshnyh svetodiodah Astronomiya i tochnaya optika Zhestkost vysokaya teploprovodnost i nizkij koefficient teplovogo rasshireniya delayut karbid kremniya termostabilnym materialom v shirokom diapazone rabochih temperatur Eto obuslavlivaet shirokoe primenenie karbidkremnievyh matric dlya izgotovleniya zerkalnyh elementov v razlichnyh opticheskih sistemah naprimer v astronomicheskih teleskopah ili v sistemah peredachi energii s ispolzovaniem lazernogo izlucheniya Razvitie tehnologij himicheskoe osazhdenie parov pozvolyaet sozdavat diski iz polikristallicheskogo karbida kremniya do 3 5 metrov v diametre Zagotovki zerkal mogut formirovatsya razlichnymi metodami vklyuchaya pressovanie chistogo melkogo poroshka karbida kremniya pod vysokim davleniem Neskolko teleskopov naprimer Gaia uzhe osnasheny optikoj iz karbida kremniya pokrytogo alyuminiem Pirometriya Izobrazheniya testa pirometrii Vysota plameni 7 sm Volokna iz karbida kremniya ispolzuyutsya dlya izmereniya temperatury gazov opticheskim metodom nazyvaemym tonkoj pirometriej nakalivaniya Pri izmerenii tonkie niti diametr 15 mkm iz karbida kremniya vvodyat v zonu izmereniya Volokna prakticheski ne vliyayut na process goreniya a ih temperatura blizka k temperature plameni Takim metodom mozhet byt izmerena temperatura v diapazone 800 2500 K Nagrevatelnye elementy Pervye upominaniya ob ispolzovanii karbida kremniya dlya izgotovleniya nagrevatelnyh elementov otnosyatsya k nachalu 20 veka kogda oni byli izgotovleny v SShA i v Berline istochnik ne ukazan 4105 dnej V nastoyashee vremya karbid kremniya yavlyaetsya odnim iz tipichnyh materialov dlya izgotovleniya nagrevatelnyh elementov sposobnyh rabotat pri temperaturah do 1400 C na vozduhe i do 2000 C v nejtralnoj ili vosstanovitelnoj srede istochnik ne ukazan 4105 dnej chto zametno vyshe chem dostupno dlya mnogih metallicheskih nagrevatelej istochnik ne ukazan 4105 dnej Nagrevatelnye elementy iz karbida kremniya ispolzuyutsya pri plavlenii cvetnyh metallov i stekla pri termicheskoj obrabotke metallov float stekla pri proizvodstve keramiki elektronnyh komponentov i t d Yadernaya energetika Blagodarya vysokoj ustojchivosti k vozdejstviyu vneshnih neblagopriyatnyh faktorov vklyuchaya prirodnye vysokoj prochnosti i tvyordosti nizkomu koefficientu teplovogo rasshireniya i nizkomu koefficientu diffuzii primesej i produktov deleniya reakcionnospechyonnyj karbid kremniya nashyol primenenie v yadernoj energetike Karbid kremniya naryadu s drugimi materialami ispolzuetsya v kachestve sloya iz tristrukturalno izotropnogo pokrytiya dlya elementov yadernogo topliva v vysokotemperaturnyh reaktorah v tom chisle v gazoohlazhdaemyh reaktorah istochnik ne ukazan 918 dnej Iz karbida kremniya izgotavlivayutsya penaly dlya dlitelnogo hraneniya i zahoroneniya yadernyh othodov istochnik ne ukazan 918 dnej Yuvelirnye izdeliya Kolco s sinteticheskim muassanitom Kak yuvelirnyj kamen karbid kremniya ispolzuetsya v yuvelirnom dele pod nazvaniem sinteticheskij muassanit ili prosto muassanit Muassanit pohozh na almaz on prozrachen i tvyord 9 9 5 po shkale Moosa po sravneniyu s 10 dlya almaza s pokazatelem prelomleniya 2 65 2 69 po sravneniyu s 2 42 dlya almaza Vneshnie izobrazheniyaRazlichiya v razlozhenii sveta kamnyamiDispersiya sveta ogranyonnymi muassanitom i brilliantom Muassanit imeet neskolko bolee slozhnuyu strukturu chem obychnyj kubicheskij dioksid cirkoniya V otlichie ot almaza muassanit mozhet imet silnoe dvulucheprelomlenie Eto kachestvo yavlyaetsya zhelatelnym v nekotoryh opticheskih konstrukciyah no tolko ne v dragocennyh kamnyah Po etoj prichine muassanitovye dragocennosti razrezayut vdol opticheskoj osi kristalla chtoby svesti k minimumu effekt dvuprelomleniya Muassanit imeet bolee nizkuyu plotnost 3 21 g sm3 protiv 3 53 g sm3 dlya almaza i gorazdo bolee ustojchiv k teplu V rezultate poluchaetsya kamen s bolshim bleskom minerala s chyotkimi granyami i horoshej ustojchivostyu k vneshnim vozdejstviyam Sinteticheskij karbid kremniya karborund muassanit brilliantovaya ogranka V sravnenii s almazom kotoryj gorit pri temperature 800 C muassanit ostayotsya nepovrezhdyonnym vplot do temperatury v 1800 C temperatura plavleniya chistogo zolota ravna 1064 C Muassanit stal populyaren kak zamenitel almaza i mozhet byt oshibochno prinyat za almaz tak kak ego teploprovodnost gorazdo blizhe k almazu chem u lyubogo drugogo zamenitelya brillianta Dragocennyj kamen mozhno otlichit ot almaza s pomoshyu ego dvulucheprelomleniya i ochen nebolshoj zelyonoj ili zhyoltoj fluorescencii v ultrafioletovom svete Proizvodstvo stali Karbid kremniya vystupaet v kachestve topliva dlya izgotovleniya stali v konverternom proizvodstve On chishe chem ugol chto pozvolyaet sokratit othody proizvodstva Takzhe mozhet byt ispolzovan dlya povysheniya temperatury i regulirovaniya soderzhaniya ugleroda Ispolzovanie karbida kremniya stoit menshe i pozvolyaet proizvodit chistuyu stal iz za nizkogo urovnya soderzhaniya mikroelementov po sravneniyu s ferrosiliciem i sochetaniem s uglerodom Katalizator Estestvennaya rezistentnost karbida kremniya k okisleniyu a takzhe otkrytie novyh putej sinteza kubicheskoj formy b SiC s bolshej ploshadyu poverhnosti privodit k bolshomu interesu v ispolzovanii ego v kachestve geterogennogo katalizatora Eta forma uzhe ispolzovalas v kachestve katalizatora pri okislenii uglevodorodov takih kak n butan maleinovyj angidrid Proizvodstvo grafena Karbid kremniya ispolzuetsya dlya proizvodstva grafena s pomoshyu grafitizacii pri vysokih temperaturah Eto proizvodstvo rassmatrivaetsya kak odin iz perspektivnyh metodov sinteza grafena v bolshih masshtabah dlya prakticheskih primenenij Vysokaya temperatura 2830 C kak vyshe ukazano v reakcii privodit k razlozheniyu karbida kremniya Kremnij kak bolee letuchij element uhodit iz pripoverhnostnyh sloyov ostavlyaya odno ili mnogoslojnyj grafen nizhnie iz kotoryh silno svyazany s obyomnym kristalom V kachestve ishodnogo materiala ispolzuyut monokristally 6H SiC 0001 na poverhnosti kotoryh formirovalis terrasy grafena v rezultate termoobrabotki s razmerami okolo 1 mkm razdelyonnye oblastyami s neskolkimi sloyami Primenenie v stroitelstve Mozhet ispolzovatsya v kachestve fibry v fibrobetone analogichno bazaltovomu voloknu Sm takzhePobedit Karbid volframa Muassanit Abraziv Nitrid galliyaPrimechaniyaPatnaik P Handbook of Inorganic Chemicals angl McGraw Hill Education 2002 ISBN 0070494398 http www cdc gov niosh npg npgd0555 html Properties of Silicon Carbide SiC angl Ioffe Institute Arhivirovano 24 aprelya 2012 goda Weimer A W Carbide nitride and boride materials synthesis and processing angl Springer 1997 P 115 ISBN 0412540606 Acheson G 1893 U S Patent 492 767 Production of artificial crystalline carbonaceous material angl The Manufacture of Carborundum a New Industry angl 4 iyulya 1894 Arhivirovano iz originala 23 yanvarya 2009 Dunwoody Henry H C 1906 U S Patent 837 616 Wireless telegraph system silicon carbide detector angl Hart Jeffrey A Stefanie Ann Lenway Thomas Murtha A History of Electroluminescent Displays angl Arhivirovano 24 aprelya 2012 goda Moissan Henri Nouvelles recherches sur la meteorite de Canon Diablo fr angl magazine 1904 Vol 139 P 773 786 Arhivirovano 2 dekabrya 2019 goda Di Pierro S et al Rock forming moissanite natural a silicon carbide ital angl diario 2003 V 88 P 1817 1821 Arhivirovano 24 sentyabrya 2015 goda Alexander C M O D In situ measurement of interstellar silicon carbide in two CM chondrite meteorites angl Nature journal 1990 Vol 348 P 715 717 doi 10 1038 348715a0 Jim Kelly The Astrophysical Nature of Silicon Carbide neopr Arhivirovano 4 maya 2017 goda Harris Gary Lynn Properties of silicon carbide angl United Kingdom IEE 1995 282 s P 19 170 180 ISBN 0852968701 Lely Jan Anthony Darstellung von Einkristallen von Silicium Carbid und Beherrschung von Art und Menge der eingebauten Verunreinigungen nem Berichte der Deutschen Keramischen Gesellschaft Zhurnal 1955 H 32 S 229 236 N Ohtani T Fujimoto T Aigo M Katsuno H Tsuge H Yashiro Large high quality silicon carbide substrates angl Nippon Steel Technical Report 2001 No 84 Arhivirovano iz originala 4 marta 2012 goda Byrappa K Ohachi T Crystal growth technology angl Springer 2003 P 180 200 ISBN 3540003673 Pitcher M W Joray S J Bianconi P A Smooth Continuous Films of Stoichiometric Silicon Carbide from Poly methylsilyne angl zhurnal Advanced Materials 2004 P 706 doi 10 1002 adma 200306467 Park Yoon Soo SiC materials and devices angl Academic Press 1998 P 20 60 ISBN 0127521607 Bunsell A R Piant A A review of the development of three generations of small diameter silicon carbide fibres angl Journal of Materials Science 2006 P 823 doi 10 1007 s10853 006 6566 z Laine Richard M Preceramic polymer routes to silicon carbide angl Babonneau Florence Chemistry of Materials 1993 P 260 doi 10 1021 cm00027a007 Cheung Rebecca Silicon carbide microelectromechanical systems for harsh environments angl Imperial College Press 2006 P 3 ISBN 1860946240 Morkoc H Strite S Gao G B Lin M E Sverdlov B Burns M Large band gap SiC III V nitride and II VI ZnSe based semiconductor device technologies angl Journal of Applied Physics 1994 P 1363 doi 10 1063 1 358463 Muranaka T Superconductivity in carrier doped silicon carbide angl Sci Technol Adv Mater 2008 doi 10 1088 1468 6996 9 4 044204 Karbid kremniya pod red G Henita i R Rol per s angl M Mir 1972 349 s s il S 119 128 G G Gnesin Karbidokremnievye materialy M Metallurgiya 1977 216 s s il Properties of Silicon Carbide SiC angl Ioffe Institute Data obrasheniya 6 iyunya 2009 Arhivirovano 24 aprelya 2012 goda Yoon Soo Park Willardson Eicke R Weber SiC materials and devices angl Academic Press 1998 P 1 18 ISBN 0127521607 Bhatnagar M Baliga B J Comparison of 6H SiC 3C SiC and Si for power devices angl IEEE Transactions on Electron Devices 1993 Iss 3 P 645 655 doi 10 1109 16 199372 Arhivirovano 1 sentyabrya 2010 goda Kriener M Superconductivity in heavily boron doped silicon carbide angl Sci Technol Adv Mater zhurnal 2008 Iss 9 P 044205 doi 10 1088 1468 6996 9 4 044205 Vazhnejshie soedineniya kremniya rus Data obrasheniya 24 maya 2010 Arhivirovano 13 oktyabrya 2007 goda Rabinovich V A Kremniya karbid Kratkij himicheskij spravochnik V A Rabinovich Z Ya Havin L Himiya 1977 S 74 A M Golub Obshaya i neorganicheskaya himiya Zagalna ta neorganichna himiya Visha shkola 1971 S 227 443 s 6700 ekz Fuster Marco A 1997 Skateboard grip tape U S Patent 5 622 759 angl Bansal Narottam P Handbook of ceramic composites angl Springer 2005 P 312 ISBN 1402081332 Ceramics for turbine engines angl Arhivirovano 6 aprelya 2009 Dragon Skin Most Protective Body Armor Lightweight angl Future Firepower Arhivirovano 24 aprelya 2012 goda Top 10 Fast Cars angl Arhivirovano iz originala 26 avgusta 2009 goda O Sullivan D Pomeroy M J Hampshire S Murtagh M J Degradation resistance of silicon carbide diesel particulate filters to diesel fuel ash deposits angl MRS proceedings 2004 Iss 19 P 2913 2921 doi 10 1557 JMR 2004 0373 Whitaker Jerry C The electronics handbook angl CRC Press 2005 P 1108 ISBN 0849318890 Bhatnagar M Baliga B J Comparison of 6H SiC 3C SiC and Si for power devices angl IEEE Transactions on Electron Devices 1993 Iss 3 P 645 655 doi 10 1109 16 199372 Arhivirovano 1 sentyabrya 2010 goda Madar Roland Materials science Silicon carbide in contention angl Nature Zhurnal 2004 08 26 Iss 430 P 974 975 doi 10 1038 430974a Yellow SiC LED angl Arhivirovano 24 aprelya 2012 goda Stringfellow Gerald B High brightness light emitting diodes angl Academic Press 1997 P 48 57 425 ISBN 0127521569 The largest telescope mirror ever put into space angl European Space Agency Arhivirovano 19 oktyabrya 2012 Data obrasheniya 3 maya 2010 Petrovsky G T 2 7 meter diameter silicon carbide primary mirror for the SOFIA telescope angl Journal Proc SPIE P 263 Arhivirovano 1 oktyabrya 2017 goda Thin Filament Pyrometry Developed for Measuring Temperatures in Flames angl NASA Arhivirovano 15 marta 2012 Data obrasheniya 3 maya 2010 Maun Jignesh D Sunderland P B Urban D L Thin filament pyrometry with a digital still camera angl Applied Optics 2007 Iss 4 P 483 doi 10 1364 AO 46 000483 PMID 17230239 Yeshvant V Deshmukh Industrial heating principles techniques materials applications and design CRC Press 2005 S 383 393 ISBN 0849334055 Lopez Honorato E TRISO coated fuel particles with enhanced SiC properties angl Journal of Nuclear Materials zhurnal 2009 P 219 doi 10 1016 j jnucmat 2009 03 013 Moissanite vs Diamond What s the Difference Arhivnaya kopiya ot 25 iyunya 2024 na Wayback Machine angl What is moissanite Arhivnaya kopiya ot 25 iyunya 2024 na Wayback Machine angl O Donoghue M Gems angl Elsevier 2006 P 89 ISBN 0 75 065856 8 Silicon carbide steel industry angl Arhivirovano 24 aprelya 2012 goda Rase Howard F Handbook of commercial catalysts heterogeneous catalysts angl CRC Press 2000 P 258 ISBN 0849394171 Singh S K High surface area silicon carbide from rice husk A support material for catalysts angl S K Singh K M Parida B C Mohanty et al Reaction Kinetics and Catalysis Letters 1995 Vol 54 P 29 34 doi 10 1007 BF02071177 de Heer Walt A Handbook of Nanophysics angl Epitaxial graphene Taylor and Francis 2010 ISBN 1420075381 nedostupnaya ssylka de Heer Walt A Epitaxial graphene angl Solid State Communications 2007 P 92 doi 10 1016 j ssc 2007 04 023 Arhivirovano iz originala 9 dekabrya 2008 goda Eleckij A V Iskandarova I M Knizhnik A A Krasikov D N Grafen metody polucheniya i teplofizicheskie svojstva rus Uspehi fizicheskih nauk Rossijskaya akademiya nauk 2011 T 181 S 227 258 doi 10 3367 UFNr 0181 201103a 0233 Arhivirovano 14 dekabrya 2012 goda 212 K A Sarajkina V A Shamanov Dispersnoe armirovanie betonov Vestnik PGTU Urbanistika 2011 2 SsylkiKarborund Znacheniya v VikislovareCitaty v VikicitatnikeTeksty v VikitekeMediafajly na Vikisklade Kelly Jim A brief history of SiC arh 19 01 2008 Jim Kelly s filing cabinet Department of Chemistry University College London 2005 18 iyulya Data obrasheniya 23 06 2020 Karbid kremniya tehnologiya svojstva primenenie Pod red Belyaeva A E Konakovoj R V Harkov ISMA 2010 532 s ISBN 978 966 02 5445 9 Digonskij S V Gazofaznye processy sinteza i spekaniya tugoplavkih veshestv M GEOS 2013 462 s

NiNa.Az

NiNa.Az - Абсолютно бесплатная система, которая делится для вас информацией и контентом 24 часа в сутки.
Взгляните
Закрыто