Siliziumkarbid (SiC), auch als Siliziumkarbid oder Korund bekannt, ist eine Verbindung aus Silizium und Kohlenstoff. Hier sind einige wichtige Fakten über Siliziumkarbid:

• Struktur: Siliziumkarbid weist verschiedene Kristallstrukturen auf, Die häufigsten davon sind α-SiC und β-SiC. α-SiC hat eine hexagonale Struktur, während β-SiC eine kubische Struktur hat.
• Härte: Wie bereits erwähnt, Siliziumkarbid ist sehr hart, nach Diamant und kubischem Bornitrid an zweiter Stelle. Normalerweise wird es bewertet 9 Zu 9.5 auf der Mohs-Härteskala.
• Anwendung:
  • Schleifmittel: Aufgrund seiner extrem hohen Härte, Siliziumkarbid wird häufig in Schleifmitteln wie Schleifpapier verwendet, Schleifscheiben, usw.
  • Halbleiter: Siliziumkarbid hat ein breites Anwendungsspektrum im Hochtemperaturbereich, Hochfrequenz, und leistungsstarke elektronische Geräte, da es seine elektrischen Eigenschaften unter extremen Bedingungen beibehalten kann.
  • Feuerfeste Materialien: Aufgrund seines hohen Schmelzpunkts (um 2730 Grad Celsius), Siliziumkarbid wird als feuerfestes Material und Hochtemperatur-Strukturmaterial verwendet.
  • Keramik: Siliziumkarbidkeramik wird zur Herstellung von Lagern verwendet, Siegel, und Automobilteile aufgrund ihrer hohen Härte und Verschleißfestigkeit.
• Herstellung: Siliziumkarbid kann auf verschiedene Weise hergestellt werden, Die häufigste davon ist die Reaktion von Siliziumdioxid (wie Quarzsand) mit Kohlenstoff (wie zum Beispiel Cola) bei hohen Temperaturen zur Herstellung von SiC.
• Eigenschaften: Zusätzlich zur Härte, Siliziumkarbid verfügt außerdem über eine hohe Wärmeleitfähigkeit, niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient, chemische Stabilität und Korrosionsbeständigkeit.

Siliziumkarbidstange

ist Siliziumkarbid eine Keramik

Ja, Siliziumkarbid (SiC) kann als keramisches Material angesehen werden.

• Definition: Unter Keramik versteht man üblicherweise Materialien aus anorganischen, nichtmetallischen Materialien (wie Oxide, Nitride, Karbide, usw.) durch Hochtemperatursintern. Siliziumkarbid erfüllt diese Definition.
• Eigenschaften: Siliziumkarbid weist viele typische Keramikeigenschaften auf, einschließlich:
  • Hohe Härte: Wie bereits erwähnt, Siliziumkarbid ist sehr hart.
  • Hoher Schmelzpunkt: um 2730 Grad Celsius, viel höher als der Schmelzpunkt der meisten Metalle.
  • Hohe Temperaturbeständigkeit: Siliziumkarbid behält seine physikalischen und chemischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen.
  • Korrosionsbeständigkeit: Es verfügt über eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber den meisten Chemikalien.
  • Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient: Dies bedeutet, dass sich das Volumen von Siliziumkarbid bei Temperaturänderungen weniger stark verändert.
• Anwendung: Bei der Anwendung von Keramik, Siliziumkarbid wird zur Herstellung feuerfester Materialien verwendet, verschleißfeste Keramik, Strukturkeramik, elektronische Keramik, usw. Zum Beispiel:
  • Strukturkeramik: zur Herstellung von Lagern verwendet, Siegel, Schneidwerkzeuge, usw.
  • Elektronische Keramik: werden als Substratmaterialien oder Verpackungsmaterialien in Halbleiterbauelementen verwendet.

ist Siliziumkarbid härter als Aluminiumoxid

Ja, Siliziumkarbid (SiC) ist härter als Aluminiumoxid (Al₂O₃). Die Mohs-Härte von Siliziumkarbid liegt zwischen ca 9 Und 9.5, während die Mohs-Härte von Aluminiumoxid normalerweise bei etwa liegt 9. daher, Siliziumkarbid gilt im Allgemeinen als härteres Material als Aluminiumoxid.

Siliziumkarbidplatte

Wie wird Siliziumkarbid hergestellt?

wie man Siliziumkarbid herstellt? Es gibt viele Möglichkeiten, Siliziumkarbid herzustellen (SiC). Hier sind einige der wichtigsten Produktionsprozesse:

1. Acheson-Prozess:
   • Rohstoffe: Quarzsand (hauptsächlich Siliziumdioxid, SiO₂), Koks (Kohlenstoff, C) und Salz.
   • Verfahren: Quarzsand und Koks mischen, eine kleine Menge Salz hinzufügen (als Flussmittel), und dann auf ca. erhitzen 2000-2500 Grad Celsius in einem Elektroofen. Im Elektroofen entsteht ein Temperaturgradient, mit der höchsten Temperatur in der Mitte und der niedrigeren Temperatur am Rand. Bei hoher Temperatur, SiO₂ im Quarzsand reagiert mit C im Koks zu SiC:
     [
     SiO₂ + 3C rightarrow SiC + 2WASuparrow
     ]
   • Produkt: Die erhaltenen SiC-Körner sind unterschiedlich groß und müssen weiterverarbeitet werden.
2. Chemische Gasphasenabscheidung (CVD):
   • Gasquelle: Verwenden Sie Gase wie Silan (SiH₄) und Methan (CH₄) als Reaktanten.
   • Verfahren: Bei hoher Temperatur (normalerweise 1000-1500°C) und Unterdruck, Das Gas wird durch chemische Reaktion zersetzt, und Si- und C-Atome werden auf der Oberfläche des Substrats abgeschieden, um einen SiC-Film oder eine SiC-Beschichtung zu bilden.
   • Anwendung: Wird zur Herstellung hochreiner Produkte verwendet, feinstrukturierte SiC-Materialien, wie etwa Halbleiterbauelemente.
3. Sol-Gel-Prozess:
   • Rohstoffe: Verwenden Sie organische Vorläuferlösungen, die Silizium und Kohlenstoff enthalten, wie Tetraethoxysilan (TEOS).
   • Verfahren: Bilden Sie SiC-Partikel oder -Filme durch Schritte wie Hydrolyse, Kondensation, Gelieren und Sintern.
4. Lasersintern:
   • Verfahren: Verwenden Sie einen Laser, um SiC-Pulver schnell zu erhitzen und abzukühlen, um ein schnelles Sintern zu erreichen.
5. Flüssigphasenmethode:
   • Rohstoffe: Verwenden Sie flüssige Vorläufer, wie Polycarbosilan (STK).
   • Verfahren: Der flüssige Vorläufer wird zum Polymerisieren erhitzt, vernetzen, und schließlich in SiC umwandeln.
6. Reaktionssintern:
   • Verfahren: SiC-Pulver wird mit Silizium vermischt (Und), und nach einem Sinterprozess, Si und C reagieren zu SiC.

Siliziumkarbidsäule

Wofür wird Siliziumkarbid verwendet?

1.Schleifmittel

• Schleifpapier und Schleifwerkzeuge: Siliziumkarbid wird aufgrund seiner hohen Härte als Schleifmittel zur Herstellung von Schleifpapier verwendet, Schleifscheiben, Schleifsteine, usw.
• Polieren: Wird zum Polieren von Metallen verwendet, Glas, Keramik und andere Materialien.

2.Feuerfeste Materialien

• Ofenauskleidung: Aufgrund seines hohen Schmelzpunkts und seiner hohen Temperaturbeständigkeit, Siliziumkarbid wird als Auskleidungsmaterial für Öfen verwendet.
• Hochtemperatur-Strukturmaterial: Siliziumkarbid kann seine mechanische Festigkeit in Umgebungen mit hohen Temperaturen beibehalten.

3. Halbleitermaterialien

• Elektronische Geräte: Siliziumkarbid verfügt über hervorragende elektrische Eigenschaften und eignet sich für die Herstellung bei hohen Temperaturen, Hochfrequenz- und Hochleistungshalbleiterbauelemente wie MOSFET, Dioden, LEDs, usw.
• Optoelektronische Geräte: Wird zur Herstellung von Leuchtdioden verwendet (LEDs), Laserdioden, usw.

4. Keramische Materialien

• Strukturkeramik: zur Herstellung von Lagern verwendet, Siegel, Schneidwerkzeuge, Wärmetauscher, usw.
• Kugelsichere Materialien: Siliziumkarbidkeramik weist eine hohe Härte und Schlagfestigkeit auf und wird zur Herstellung kugelsicherer Westen und Rüstungen verwendet.

5. Verschleißfeste Beschichtung

• Beschichtungsmaterialien: Siliziumkarbid-Beschichtungen werden zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Bauteilen eingesetzt, wie Turbinenschaufeln, Automobilteile, usw.

6. Hochtemperatur-Heizelemente

• Heizelemente: Siliziumkarbid wird aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit und hohen Temperaturbeständigkeit als Heizelementmaterial verwendet.

Siliziumkarbid-Kapsel

7. Metallurgische Industrie

• Schmelzofen: Wird zur Herstellung von Auskleidungsmaterialien für Schmelzöfen verwendet.
• Gussform: Siliziumkarbid wird zur Herstellung von Gussformen verwendet.

8. Chemikalien

• Filtermaterial: Für die Hochtemperatur-Gasfiltration wird ein Siliziumkarbid-Keramikfilterelement verwendet.
• Katalysatorträger: Es wird als Trägermaterial für Katalysatoren verwendet.

9. Automobil

• Bremsbeläge: Siliziumkarbid wird zur Herstellung von Hochleistungsbremsbelägen verwendet.
• Motorteile: wie Zylinderlaufbuchsen, Kolbenringe, usw.

10. Optik

• Objektive und Fenster: Siliziumkarbid ist in infrarotoptischen Anwendungen lichtdurchlässig.

11. Luft- und Raumfahrt

• Hochtemperaturkomponenten: Siliziumkarbid wird aufgrund seiner Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen und Korrosion zur Herstellung von Komponenten für Raumfahrzeuge und Luft- und Raumfahrtmotoren verwendet.

12. Energie

• Solarzellen: Siliziumkarbid wird als transparente leitfähige Schicht in Solarzellen verwendet.
• Brennstoffzellen: Als Elektrodenmaterial.

Die Anwendungsgebiete von Siliziumkarbid erweitern sich immer weiter, und mit der Entwicklung der Technologie, Auch neue Anwendungsgebiete werden erforscht und erschlossen.

Siliziumkarbid-Träger