Silikónová karbidová chemická štruktúra, vlastnosti a použitia

Kryštály karbidu kremíka

Čo je karbid kremíka?

On Karbid kremičitý Je to kovalentná tuhá látka tvorená uhlíkom a kremíkom. Má veľkú tvrdosť s hodnotou 9,0 až 10 na stupnici MOHS a jeho chemický vzorec je sic, ktorý si môže myslieť, že uhlík je pripevnený k kremíku trojnásobnou kovalentnou väzbou s kladným zaťažením (+) v SI. a záporné zaťaženie (-) v uhlíku (⁺Si≡c^-).

V skutočnosti sú odkazy v tejto zlúčenine úplne odlišné. Objavil ho v roku 1824 švédsky chemik Jön Jacob Berzelius, zatiaľ čo sa snažil syntetizovať diamanty. V roku 1893 francúzsky vedec Henry Moissani objavil minerál, ktorého zloženie obsahovalo karbid kremíka.

Tento objav to urobil pri skúmaní vzoriek hornín z kráteru meteoritu v Diablo Canyon, EE. Uu. Tento minerál nazval Moissanita. Na druhej strane Edward Goodrich Acheson (1894) vytvoril metódu syntetizácie karbidu kremíka, reagovanie piesku alebo kremeň s vysokou čistotou s ropným koksom.

Goodrich nazval Carborundum (alebo Carborundium) do produktu získaného a založil spoločnosť na výrobu ABRASIVES.

Chemická štruktúra

Horný obrázok ilustruje kubickú a kryštalickú štruktúru karbidu kremíka. Toto usporiadanie je rovnaké ako v diamante, napriek rozdielom atómových rádií medzi C a SI.

Všetky odkazy sú silne kovalentné a smerové, na rozdiel od iónových tuhých látok a ich elektrostatické interakcie.

Molekulárna tetraedra forma SIC; to znamená, že všetky atómy sú spojené so štyrmi ďalšími. Tieto tetraedrálne jednotky sa navzájom viažu kovalentným väzbám, pričom kryštalické štruktúry prijímajú vrstvami.

Môže vám slúžiť: Ribulosa-1,5-bifosfát (Rubp): Charakteristiky, karbolixácia

Tieto vrstvy majú tiež svoje vlastné kryštalické usporiadanie, ktoré sú z troch typov: A, B a C.

To znamená, že vrstva A sa líši od B a druhá od C. Kryštál SIC teda spočíva v stohovaní sekvencie vrstvy, ktorá sa vyskytuje fenomén známy ako polytipizmus.

Napríklad kubický polytype (podobný diamantu) pozostáva z stohovania vrstvy ABC, a preto má kryštalickú štruktúru 3C.

Ďalšie stohovanie týchto vrstiev tiež vytvára ďalšie štruktúry, medzi týmito Rhomboédiica a šesťuholníkových politikov. Kryštalické štruktúry SIC v skutočnosti sú „kryštalickou poruchou“.

Najjednoduchšia šesťuholníková štruktúra pre SIC, 2H (vynikajúci obraz), sa tvorí v dôsledku stohovania vrstiev pomocou sekvencie Abeba ... Po každých dvoch vrstvách sa sekvencia opakuje a odtiaľ je to miesto 2 vzniká z.

Vlastnosti Karbid kremičitý

Všeobecné vlastnosti

Molárna hmota

40,11 g/mol

Vzhľad

Mení sa s metódou získania a použitými materiálmi. Môže to byť: žltá, zelená, načernatá modrá alebo dúhové kryštály.

Hustota

3,16 g/cm3

Bod topenia

2830 ° C.

Index lomu

2,55.

Kryštály

Existuje polymorfizmus: aSIC hexagonálne kryštály a psic kubické kryštály.

Tvrdosť

9 až 10 na stupnici Mohs.

Odpory voči chemickým látkam

Je odolný voči pôsobeniu kyselín a silných alkál. Okrem toho je karbid kremíka chemicky inertný.

Tepelné vlastnosti

• Vysoká tepelná vodivosť.
• Podporuje veľké teploty.
• Vysoká tepelná vodivosť.
• Nízka lineárna tepelná dilatačná koeficient, takže podporuje veľké teploty s nízkou expanziou.
• Odolný voči tepelnému šoku.

Môže vám slúžiť: Arrheniusova rovnica

Mechanické vlastnosti

• Vysoký odpor voči kompresii.
• Odolné proti oderu a korózii.
• Je to ľahký materiál s veľkou pevnosťou a odporom.
• Udržuje svoj elastický odpor pri vysokých teplotách.

Vlastnosti elektrický

Je to polovodič, ktorý môže plniť svoje funkcie pri vysokých teplotách a extrémnom napätí, s malým rozptylom jeho energie do elektrického poľa.

Použitie Karbid kremičitý

Ako drsný

• Silikónový karbid je polovodič, ktorý je schopný podporovať veľké teploty, vysoké napätie alebo gradienty elektrického poľa 8 -krát viac ako kremík, ktorý vydrží. Preto užitočnosť pri konštrukcii diód, tranzitorov, supresorov a mikrovlnných zariadení s vysokou energiou.
• Pri zlúčenine sa vyrábajú diódy emitujúce svetlo (LED) a detektory prvých rádií (1907). V súčasnosti bol karbid kremíka nahradený pri výrobe žiaroviek LED od Gallium Nitur.
• V elektrických systémoch, kremíkový karbón.

Vo forme štruktúrovanej keramiky

• V procese známeho ako sintrovanie sa častice karbidu kremíka - ako aj tie, ktoré sú spoločníkmi - zahrievané pri nižšej teplote ako teplota topenia tejto zmesi. Teda odpor a sila keramického objektu sa zvyšuje vytvorením silných väzieb medzi časticami.
• Štrukturálna keramika karbidu kremíka mala rozsiahlu škálu použitia. Používajú sa v diskových brzdách a v spojkách motorových vozidiel, vo filtroch častíc prítomných v nafte a ako prísady v olejoch na zníženie trenia.
• Použitie štrukturálnej keramiky karbidu kremíka bolo zovšeobecnené v častiach vystavených vysokým teplotám. Napríklad je to prípad hrdla vstrekovačov rakiet a valčekov pecí.
• Kombinácia vysokej tepelnej vodivosti, tvrdosti a stability pri vysokých teplotách spôsobuje výrobu komponentov tepelných výmenníkov so silikónovým karbidom.
• Štrukturálna keramika sa používa vo vstrekovačoch pieskových prúdov, automobilových známok vodných čerpadiel, ložísk a vytláčajúcich kocky. Predstavuje tiež materiál Crosols, ktorý sa používa v zlievárni kovov.
• Je súčasťou vykurovacích prvkov, ktoré sa používajú v zlievárni skla a neoterných kovov, ako aj pri kalorickom spracovaní kovov.

Môže vám slúžiť: kyselina chlorovodíka (HCLO3)

Iné použitia

• Môže sa použiť pri meraní teploty plynu. V technike známej ako pyrometria sa zohrieva kremíkové karbidové vlákno a vyžaruje žiarenie, ktoré koreluje s teplotou v rozsahu 800-2500 ° K.
• Používa sa v jadrových rastlinách, aby sa predišlo úniku materiálu produkovaného štiepením.
• V oceľovej výrobe sa používa ako palivo.