Silicio karbidas, paprastai vadinamas SiC, yra juoda arba tamsiai \u017ealia kristalin\u0117 med\u017eiaga, kuri gali b\u016bti susintetinta laboratorijoje arba randama gamtoje kaip retas mineralas moisanitas.<\/p>\n
Keramin\u0117s med\u017eiagos yra vienos lengviausi\u0173, kie\u010diausi\u0173 ir stipriausi\u0173 pa\u017eangi\u0173j\u0173 keramini\u0173 med\u017eiag\u0173. J\u0173 atsparumas fiziniam dilimui, korozijai, \u0161iluminiam pl\u0117timuisi ir susitraukimui yra neprilygstamas, be to, jos pasi\u017eymi unikaliomis elektrin\u0117mis savyb\u0117mis.<\/p>\n
Silicio karbidas (SiC) yra labai kieta ir trapi med\u017eiaga, randama gamtoje kaip mineralas moisanitas ir pramon\u0117je kaip abrazyvas ir puslaidininkis. D\u0117l unikalaus fizikini\u0173 savybi\u0173 derinio SiC jau seniai ie\u0161komas \u012fvairioms reikm\u0117ms.<\/p>\n
SiC kristalin\u0117 strukt\u016bra kinta priklausomai nuo grynumo: nuo \u0161e\u0161iakampio ar romboedrinio a-SiC iki kubinio b-SiC (kuris transformuojasi \u012f a-SiC esant auk\u0161tesnei nei 2100 laipsni\u0173 temperat\u016brai). Pramoninis SiC gali b\u016bti baltas, geltonas, \u017ealias, \u017ealias, m\u0117lynas ar net juodas, priklausomai nuo priemai\u0161\u0173 kiekio ir tipo.<\/p>\n
Grynas silicio karbidas yra elektrinis izoliatorius, ta\u010diau apdorotas legiruojan\u010diomis med\u017eiagomis ar priemai\u0161omis jis tampa puslaidininkis, tod\u0117l idealiai tinka naudoti ma\u017eos energijos elektroniniuose prietaisuose, pavyzd\u017eiui, \u0161viesos dioduose ir detektoriuose.<\/p>\n
\u012esp\u016bdingas silicio karbido atsparumas ekstremalioms s\u0105lygoms paskatino vis platesn\u012f jo naudojim\u0105 kosmoso technologijose, pavyzd\u017eiui, \"BepiColombo\" misijoje \u012f Merkurij\u0173, kur saul\u0117s kolektoriuose naudojami SiC diodai, \u012frod\u0119, kad gali atlaikyti net at\u0161iauriausias kosmoso s\u0105lygas. Be to, unikalus silicio karbido pramoninio naudingumo ir dvasin\u0117s simbolikos derinys leido jam tapti dvasin\u0117s praktikos pasek\u0117ju, nes jis skatina atkakliai \u012fveikti gyvenimo i\u0161\u0161\u016bkius ir \u012fkvepia transformacij\u0105 juos patiriant; tai dar labiau skatina pasaulin\u0117s rinkos augim\u0105.<\/p>\n
Priklausomai nuo temperat\u016bros, silicio karbidas gali b\u016bti ir izoliatorius \u017eemesn\u0117je temperat\u016broje, ir metalinis laidininkas auk\u0161tesn\u0117je temperat\u016broje. Ta\u010diau prid\u0117jus toki\u0173 priemai\u0161\u0173 kaip azoto ar fosforo priemai\u0161os, kurios sukuria papildomus laisvuosius kr\u016bvio ne\u0161iklius (elektronus ir skylutes), silicio karbidas taip pat gali tapti puslaidininkine med\u017eiaga su padid\u0117jusiu kr\u016bvio ne\u0161ikli\u0173 (elektron\u0173 ir skylu\u010di\u0173) kiekiu.<\/p>\n
Aliuminio lydiniai da\u017enai naudojami pjovimo \u012frankiuose, taip pat konstrukcijose, pavyzd\u017eiui, automobili\u0173 stabd\u017eiuose, sankabose ir neper\u0161aunam\u0173 liemeni\u0173 keramin\u0117se plok\u0161tel\u0117se. Be to, \u0161i med\u017eiaga da\u017enai naudojama ir \u017eaibolaid\u017eiuose bei astronomini\u0173 teleskop\u0173 veidrod\u017eiuose.<\/p>\n
SiC elektrines savybes dar labiau pagerina jo platus draustin\u0117s juostos tarpas, nes elektronams perkelti i\u0161 valentin\u0117s juostos \u012f laidumo juost\u0105 reikia ma\u017eiau energijos, palyginti su siliciu, tod\u0117l padid\u0117ja pramu\u0161imo \u012ftampa ir sutrump\u0117ja perjungimo laikas, tod\u0117l suma\u017e\u0117ja nuostoliai ir padid\u0117ja efektyvumas.<\/p>\n
Silicio karbido tranzistoriai suteikia didel\u0119 naudingumo naud\u0105 elektromobiliuose, nes ma\u017eesniu ir lengvesniu inverteriu galima tiekti daugiau galios, ypa\u010d did\u0117jant \u012fkrovimo standartams iki 800 volt\u0173, tod\u0117l reikalingi komponentai su minimaliais nuostoliais dirbant su auk\u0161ta \u012ftampa. Silicio karbidas \u0161iuos sprendimus si\u016blo naudodamas IGBT ir MOSFET tranzistorius, kurie pasi\u017eymi didel\u0117s blokuojan\u010dios \u012ftampos galimyb\u0117mis ir itin ma\u017ea \u012fjungimo var\u017ea, leid\u017eian\u010dia patikimiau pasiekti auk\u0161t\u0105 \u012ftamp\u0105, tod\u0117l galima u\u017etikrinti ilgesn\u012f va\u017eiavimo nuotol\u012f ir ma\u017eesnes sistemos s\u0105naudas.<\/p>\n
Silicio karbido kietumas pagal Moso skal\u0119 yra 9 balai, tod\u0117l jis yra kie\u010diausia kada nors sukurta sintetin\u0117 med\u017eiaga. Gaminamas milteli\u0173 arba kristal\u0173 pavidalo, silicio karbidas gali b\u016bti sujungtas \u012f keramik\u0105, naudojam\u0105 kaip abrazyvai ir strukt\u016brin\u0117s med\u017eiagos, pavyzd\u017eiui, neper\u0161aunam\u0173 liemeni\u0173 \u0161arvai arba automobili\u0173 stabd\u017ei\u0173 plok\u0161teli\u0173 keramin\u0117s plok\u0161tel\u0117s. D\u0117l savo \u0161ilumini\u0173 savybi\u0173 jis taip pat naudojamas sud\u0117tingose srityse, pavyzd\u017eiui, lydant metalus, statant chemijos perdirbimo \u012frenginius ar energijos gamybos \u012frang\u0105.<\/p>\n
Silicio karbido atsparumas chemin\u0117ms reakcijoms ir tvirtumas auk\u0161toje temperat\u016broje daro j\u012f ne\u012fkainojama \u017ealiava kietosioms ugniai atsparioms med\u017eiagoms gaminti, o keramikos panaudojimo sritys apima stipri\u0173, dilimui atspari\u0173 dang\u0173 ir \u0161lifavimo terp\u0117s k\u016brim\u0105. Be to, silicio karbidas yra puiki med\u017eiaga dinaminio sandarinimo technologijoms, naudojamoms siurbliuose ir pavaros sistemose.<\/p>\n
Grynas silicio karbidas veikia kaip izoliatorius; kontroliuojamai prid\u0117jus priemai\u0161\u0173, pavyzd\u017eiui, aliuminio, boro, galio ar azoto priemai\u0161\u0173, jis tampa puslaidininkiu. Silicio karbido puslaidininkiai pasi\u017eymi itin pla\u010diu draustin\u0117s juostos tarpu; elektron\u0173 perk\u0117limas i\u0161 valentin\u0117s juostos \u012f laidumo juost\u0105 reikalauja daug daugiau energijos nei kituose puslaidininkiuose, tod\u0117l jiems suardyti reikia ma\u017eesn\u0117s \u012ftampos ir galima naudoti didesnius perjungimo da\u017enius su ma\u017eesne parazitine var\u017ea.<\/p>\n
Silicio karbidas gali atlaikyti temperat\u016br\u0105 iki 1400 laipsni\u0173 C, o jo atsparumas l\u016b\u017eiams suma\u017e\u0117ja minimaliai, tod\u0117l jis yra puiki abrazyvin\u0117 med\u017eiaga, tinkama metalams ir keramikai \u0161lifuoti, naudoti lapidaryje ir kaip konstrukcin\u0117 med\u017eiaga automobiliuose, pvz., stabd\u017eiuose ir sankabose; be to, jis naudojamas neper\u0161aunamose liemeni\u0173 keramin\u0117se plok\u0161tel\u0117se ir puslaidininkiniuose elektroniniuose prietaisuose, veikian\u010diuose auk\u0161toje temperat\u016broje arba esant auk\u0161tai \u012ftampai. D\u0117l savo kietumo SiC taip pat idealiai tinka kaip \u0161lifavimo abrazyvas, naudojamas automobili\u0173 stabd\u017eiuose ir sankabose, o d\u0117l savo atsparumo l\u016b\u017eiams savybi\u0173 yra naudingas kaip abrazyvin\u0117 med\u017eiaga \u0161lifuojant metalus ir keramik\u0105, kai \u0161ios med\u017eiagos abrazyvu naudojamos prie\u0161 keramines plok\u0161teles, veikian\u010dias auk\u0161tesn\u0117je nei tik\u0117tasi temperat\u016broje ir (arba) \u012ftampoje, nei konkurentai - taigi d\u0117l didelio patikimumo SiC yra populiarus abrazyvas lapidarijoje, kaip \u0161lifavimo abrazyvas, naudojamas automobili\u0173 stabd\u017eiuose ir sankabose, taip pat neper\u0161aunamose liemen\u0117se naudojamose keramin\u0117se plok\u0161tel\u0117se!!! ir puslaidininkin\u0117s elektronikos prietaisuose, veikian\u010diuose auk\u0161tesn\u0117je nei tik\u0117tasi temperat\u016broje ir (arba) \u012ftampoje!<\/p>\n
Grynas silicio karbidas yra elektrinis izoliatorius; kai \u012f j\u012f \u012fmai\u0161oma priemai\u0161\u0173, jis tampa pusiau laidus. Kadangi silicio karbidas turi platesn\u012f juostos tarp\u0105 nei kristalinis silicis, o elektronams perkelti \u012f laidumo juost\u0105 reikia didesn\u0117s energijos, silicio karbidas gali toleruoti didesnius pramu\u0161amuosius elektrinius laukus.<\/p>\n
Karborund\u0105 (Carbrundm\/) 1891 m. atrado pensilvanas Edvardas A\u010desonas (Edward Acheson) ir nuo to laiko jis tapo viena svarbiausi\u0173 pramonini\u0173 keramini\u0173 med\u017eiag\u0173. Gaminamas sintetiniu b\u016bdu, taip pat nat\u016braliai randamas kaip moisanito mineralas, SiC jau daugiau kaip \u0161imt\u0105 met\u0173 masi\u0161kai gaminamas milteli\u0173 pavidalu ir naudojamas kaip abrazyvas. SiC gr\u016bdeliai taip pat gali b\u016bti suri\u0161ti naudojant \u012fvairias ri\u0161am\u0105sias med\u017eiagas, kad susidaryt\u0173 itin kieta keramika, kuri yra naudinga naudojant, kai reikia ir \u0161iluminio atsparumo (atsparumo auk\u0161tai temperat\u016brai), ir mechaninio atsparumo (kietumo). SiC taip pat naudojamas metalams ar keramikai sutvirtinti.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide, commonly referred to as SiC, is a black or dark green crystalline material which can either be synthesized in a laboratory setting, or found naturally as the rare mineral moissanite. Ceramic materials rank among the lightest, hardest, and strongest advanced ceramic materials available today. Their resistance to physical wear, corrosion, thermal expansion and …<\/p>\n