Charakterystyka materiału węglika krzemu

Ze względu na stabilne właściwości chemiczne, wysoką przewodność cieplną, niski współczynnik rozszerzalności cieplnej i dobrą odporność na zużycie, węglik krzemu ma wiele innych zastosowań poza tym, że jest stosowany jako materiał ścierny. Na przykład, nakładając proszek węglika krzemu na wewnętrzną ściankę wirnika lub korpusu cylindra turbiny wodnej w specjalnym procesie, można poprawić jego odporność na zużycie i wydłużyć jego żywotność 1-2 razy; Zaawansowany materiał ogniotrwały zastosowany do produkcji jest odporny na ciepło, wstrząsy, ma niewielkie rozmiary, jest lekki i ma dużą wytrzymałość, a także zapewnia dobre efekty w zakresie oszczędzania energii. Węglik krzemu niskiej jakości (zawierający około 85% SiC) jest doskonałym odtleniaczem, który może przyspieszyć produkcję stali, ułatwić kontrolę składu chemicznego i poprawić jakość stali. Ponadto węglik krzemu jest również szeroko stosowany w produkcji prętów z węgla krzemowego do elektrycznych elementów grzejnych.
Węglik krzemu ma wysoką twardość, wynoszącą 9,5 w skali Mohsa, ustępując jedynie najtwardszemu diamentowi na świecie (klasa 10). Ma doskonałą przewodność cieplną i jest półprzewodnikiem odpornym na utlenianie w wysokich temperaturach.
Węglik krzemu ma co najmniej 70 postaci krystalicznych. - Węglik krzemu to najpopularniejszy rodzaj materiału izomorficznego, powstający w wysokich temperaturach powyżej 2000 stopni C, o heksagonalnej strukturze krystalicznej (podobnej do włóknistej rudy cynku). - Węglik krzemu, o sześciennej strukturze kryształu podobnej do diamentu [13], tworzy się poniżej 2000 stopni C. Przy stosowaniu heterogenicznych nośników katalizatorów, - Węglik krzemu ze względu na swój stosunek - Węglik krzemu cieszy się dużym zainteresowaniem ze względu na wyższą swoistość powierzchnia. Istnieje inny rodzaj węglika krzemu, μ- Węglik krzemu jest najbardziej stabilny i może wytwarzać przyjemny dźwięk podczas zderzeń. Jednak jak dotąd te dwa rodzaje węglika krzemu nie znalazły zastosowania komercyjnego.
Ze względu na swój ciężar właściwy wynoszący 3,1 g/cm3 i stosunkowo wysoką temperaturę sublimacji (około 2700 stopni C), węglik krzemu doskonale nadaje się jako surowiec do łożysk lub pieców wysokotemperaturowych. Nie topi się pod żadnym osiągalnym ciśnieniem i ma stosunkowo niską aktywność chemiczną. Ze względu na jego wysoką przewodność cieplną, duże natężenie pola elektrycznego przebicia i największą gęstość prądu, niektórzy próbowali zastosować węglik krzemu jako materiał zastępczy, szczególnie w zastosowaniu elementów półprzewodnikowych dużej mocy. Ponadto węglik krzemu silnie sprzęga z promieniowaniem mikrofalowym, a jego wysoka temperatura sublimacji sprawia, że ​​nadaje się do nagrzewania metali.
Czysty węglik krzemu jest bezbarwny, ale w produkcji przemysłowej, ze względu na obecność substancji zanieczyszczających, takich jak żelazo, jego kolor jest zwykle brązowy do czarnego. Tęczowy połysk na powierzchni kryształu wynika z utworzenia ochronnej warstwy krzemionki.
SiC to półprzewodnik, który poprzez domieszkowanie zmienia strukturę poziomu energii materiałów SiC i dodatkowo reguluje ich działanie. Wykorzystuje głównie implantację jonów do domieszkowania atomów, takich jak A, B i N. Wśród nich atomy akceptorowe, takie jak Al, z większym prawdopodobieństwem zastąpią pozycję Si w sieci SiC i utworzą głębokie główne poziomy energii, uzyskując w ten sposób typ P półprzewodniki; A atomy donorów, takie jak N i P, z większym prawdopodobieństwem zajmują pozycję sieci C, tworząc płytkie poziomy energii donorów, uzyskując w ten sposób półprzewodniki typu N. Warto zauważyć, że SiC ma szeroki zakres domieszkowania (1X1014-1X1019 cm-3), którego nie mają inne półprzewodniki o szerokiej przerwie wzbronionej, i może z łatwością osiągnąć w tym zakresie domieszkowanie typu N i typu P zakres. Na przykład rezystywność monokryształów 4H SiC domieszkowanych AI wynosi zaledwie 5