Kiselkarbid \u00e4r ett av de h\u00e5rdaste material som finns och har en Mohs-h\u00e5rdhet som \u00e4r h\u00f6gre \u00e4n diamant. Dess mekaniska egenskaper inkluderar dessutom utm\u00e4rkta v\u00e4rden f\u00f6r dragh\u00e5llfasthet och Youngs modul.<\/p>\n
Grafens elektriska egenskaper omfattar h\u00f6g elektronr\u00f6rlighet vid m\u00e4ttnad och sp\u00e4nningsgenombrottsmotst\u00e5nd, vilket g\u00f6r den l\u00e4mplig f\u00f6r h\u00f6gpresterande elektronik som t.ex. v\u00e4xelriktare.<\/p>\n
Kiselkarbid (SiC) \u00e4r en legering som best\u00e5r av kol och kisel med kovalenta bindningsstrukturer. SiC kan framst\u00e4llas genom att en blandning av kol och kiseldioxid reagerar i elektriska motst\u00e5ndsugnar vid temperaturer mellan 1700-2500 grader; detta ger ett fast cylindriskt g\u00f6t som best\u00e5r av grafit, alfa-SiC, beta-SiC metallurgiskt material samt eventuellt oreagerat material p\u00e5 dess ytterytor.<\/p>\n
SiC \u00e4r en gul till gr\u00f6n till bl\u00e5svart kristallin form med en densitet p\u00e5 3,21 g cm-3 och sublimerar vid 2700 degC; det kan ocks\u00e5 l\u00f6sas i flytande alkalier och j\u00e4rnl\u00f6sliga l\u00f6sningar.<\/p>\n
SiC \u00e4r ett polykristallint material med varierande inre mikrostruktur beroende p\u00e5 dess polykristallina typ och bildningsmetod, med vitt skilda egenskaper. En viktig skillnad mellan a-SiC- och b-SiC-polymorferna ligger i deras respektive kristallsystem: hexagonal wurtzit f\u00f6r a-SiC respektive rhombohedral volframkarbid (WC) - \u00e4ven om den senare har en l\u00e4gre sm\u00e4ltpunkt p\u00e5 1875 degC \u00e4n sin motsvarighet, vilket g\u00f6r den till det mer popul\u00e4ra valet bland dessa polymorfer.<\/p>\n
Kristallin SiC best\u00e5r av kisel- och kolatomer som \u00e4r ordnade i en tredimensionell gitterstruktur som bildar kovalenta bindningar mellan skikten, vilket ger detta material h\u00f6ga sm\u00e4ltpunkter och motst\u00e5ndskraft mot inre oxidation samtidigt som det bidrar till dess h\u00e5rdhet.<\/p>\n
De elektriska egenskaperna hos kristallin SiC beror p\u00e5 dess polytyp (kubisk, hexagonal eller rombisk). Varje polytyp uppvisar distinkta elektroniska halvledaregenskaper p\u00e5 grund av de olika arrangemangen av Si- och kolatomer inom dess kristallgitter.<\/p>\n
I en typisk produktionsprocess sublimeras ren SiC vid h\u00f6g temperatur i en argongasatmosf\u00e4r och kristalliseras sedan p\u00e5 seed-kristaller med Lelys process, vilket skapar enkristaller som bearbetas vidare f\u00f6r kraftelektroniktill\u00e4mpningar med hj\u00e4lp av v\u00e4letablerade processteg.<\/p>\n
Kiselkarbidens h\u00e5rda, slitstarka egenskaper g\u00f6r den till ett utm\u00e4rkt slipmaterial i modern lapidarisk industri. Dessutom har kiselkarbid ocks\u00e5 anv\u00e4nts som eldfast fodermaterial i industriugnar samt f\u00f6r att konstruera slipskivor och sk\u00e4rverktyg.<\/p>\n
SiC har mekaniska egenskaper som varierar avsev\u00e4rt beroende p\u00e5 formnings- och br\u00e4nningsprocesser, kornstorlek, renhet, st\u00f6kiometri och porstruktur i den f\u00f6rt\u00e4tade kroppen. Temperaturen har ett enormt inflytande p\u00e5 dessa egenskaper som till och med kan skilja sig mycket mellan olika k\u00e4llor.<\/p>\n
Young's modul f\u00f6r t\u00e4t SiC \u00e4r ca 400-450 GNm-2 vid 20degC och 360-400 GNm-2 vid 1500degC; dess skjuvh\u00e5llfasthet st\u00e5r f\u00f6r h\u00e4lften av detta v\u00e4rde; b\u00f6jh\u00e5llfastheten kan vara sv\u00e5r att m\u00e4ta f\u00f6r s\u00e5dana material; v\u00e4rden som rapporteras i litteraturen varierar mellan 500-660 MNm-2 vid 20degC och ca 5000-6000 MNm-2 vid 1500degC; krypmotst\u00e5ndet \u00e4r utm\u00e4rkt, medan dragsp\u00e4nningsniv\u00e5erna m\u00e5ste h\u00e5llas inom rimliga niv\u00e5er f\u00f6r att f\u00f6rhindra att sprickor och brott uppst\u00e5r.<\/p>\n
Kiselkarbid har f\u00f6rm\u00e5gan att motst\u00e5 h\u00f6ga temperaturer och kemiska reaktioner, vilket ger skydd mot nedbrytning i tuffa milj\u00f6er. Tyv\u00e4rr uppn\u00e5r detta spr\u00f6da och h\u00e5rda material en dragh\u00e5llfasthet vid rumstemperatur p\u00e5 cirka 4 gPa (Engineering Property Data 1979).<\/p>\n
SiC \u00e4r k\u00e4nt f\u00f6r sin \u00f6verl\u00e4gsna elektriska ledningsf\u00f6rm\u00e5ga och l\u00e5ga resistans, vilket g\u00f6r det l\u00e4mpligt f\u00f6r till\u00e4mpningar inom kraft- och RF-elektronik, med l\u00e5g resistivitet och h\u00f6g m\u00e4ttnadselektronr\u00f6rlighet som kan utnyttjas p\u00e5 ett mycket effektivt s\u00e4tt. SiC:s h\u00e5llbarhet str\u00e4cker sig dessutom till str\u00e5lningsresistens och motst\u00e5ndskraft mot termisk chock samt \u00e4r l\u00e5ngvarig.<\/p>\n
Tillverkarna anv\u00e4nder olika processer f\u00f6r att producera kubiskt SiC. En metod \u00e4r reaktionsbunden SiC, som framst\u00e4lls genom att pulveriserat kol blandas med mjukg\u00f6rare och br\u00e4nns; vid efterf\u00f6ljande infusering kan sedan gasformigt kisel eller sm\u00e4lt kol tills\u00e4ttas f\u00f6r att bilda mer SiC. En annan metod \u00e4r kemisk f\u00f6r\u00e5ngningsdeposition, d\u00e4r gaser kommer in i en vakuumkammare innan de deponeras p\u00e5 substrat f\u00f6r tillv\u00e4xt; denna teknik har visat sig vara popul\u00e4r inom halvledarindustrin.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide is one of the hardest materials known, boasting a Mohs hardness greater than diamond. Furthermore, its mechanical properties include excellent tensile strength and Young’s modulus values. Electrical properties of graphene include high saturation electron mobility and voltage breakdown resistance, making it suitable for high performance electronics such as inverters. Chemical Composition Silicon carbide …<\/p>\n