Carbură de siliciu Este un solid covalent format din carbon și siliciu. Are o duritate mare, cu o valoare de 9,0 până la 10 pe scara Mohs, iar formula sa chimică este SiC, ceea ce poate sugera că carbonul este legat de siliciu printr-o legătură triplă covalentă, cu o sarcină pozitivă (+) pe Si și o sarcină negativă (-) pe carbon (+Da≡C-).
De fapt, legăturile din acest compus sunt total diferite. A fost descoperit în 1824 de chimistul suedez Jön Jacob Berzelius, în timp ce încerca să sintetizeze diamante. În 1893, omul de știință francez Henry Moissani a descoperit un mineral a cărui compoziție conținea carbură de siliciu.
Această descoperire a fost făcută în timpul examinării probelor de rocă din craterul unui meteorit din Devil's Canyon, SUA. El a numit acest mineral moissanit. Pe de altă parte, Edward Goodrich Acheson (1894) a creat o metodă de sintetizare a carburii de siliciu, reacția nisipului sau a cuarțului de înaltă puritate cu cocs de petrol..
Goodrich a denumit produsul obținut carborundum (sau carborundium) și a înființat o companie pentru a produce abrazivi.
Indice articol
Imaginea de mai sus ilustrează structura cubică și cristalină a carburii de siliciu. Acest aranjament este același cu cel al diamantului, în ciuda diferențelor în razele atomice dintre C și Si..
Toate legăturile sunt puternic covalente și direcționale, spre deosebire de solidele ionice și de interacțiunile lor electrostatice.
SiC formează tetraedre moleculare; adică toți atomii sunt legați de alți patru. Aceste unități tetraedrice sunt unite între ele prin legături covalente, adoptând structuri cristaline stratificate..
De asemenea, aceste straturi au propriile lor aranjamente de cristal, care sunt de trei tipuri: A, B și C.
Adică, un strat A este diferit de B, iar acesta din urmă de C. Astfel, cristalul de SiC constă în stivuirea unei secvențe de straturi, fenomenul cunoscut sub numele de polipitism..
De exemplu, politipul cubic (similar cu cel al diamantului) constă dintr-un teanc de straturi ABC și, prin urmare, are o structură cristalină 3C..
Alte teancuri ale acestor straturi generează, de asemenea, alte structuri, între aceste polietipuri romboedrice și hexagonale. De fapt, structurile cristaline ale SiC ajung să fie o „tulburare cristalină”.
Cea mai simplă structură hexagonală pentru SiC, 2H (imaginea superioară), se formează ca urmare a stivuirii straturilor cu secvența ABABA ... După fiecare două straturi secvența se repetă și de aici provine numărul 2.
40,11 g / mol
Acesta variază în funcție de metoda de obținere și de materialele utilizate. Poate fi: cristale galbene, verzi, albastre negricioase sau irizate.
3,16 g / cm3
2830 ºC.
2,55.
Există polimorfism: cristale hexagonale αSiC și cristale cubice βSiC.
9-10 pe scara Mohs.
Este rezistent la acțiunea acizilor puternici și a alcalinilor. În plus, carbură de siliciu este inertă chimic..
- Conductivitate termică ridicată.
- Rezista la temperaturi ridicate.
- Conductivitate termică ridicată.
- Coeficient scăzut de dilatare termică liniară, astfel încât să reziste la temperaturi ridicate cu dilatare redusă.
- Rezistent la șoc termic.
- Rezistență ridicată la compresiune.
- Rezistent la abraziune și coroziune.
- Este un material ușor de mare rezistență și rezistență.
- Menține rezistența sa elastică la temperaturi ridicate.
Este un semiconductor care își poate îndeplini funcțiile la temperaturi ridicate și tensiuni extreme, cu o disipare redusă a puterii sale către câmpul electric..
- Carbidul de siliciu este un semiconductor capabil să reziste la temperaturi ridicate, gradienți de înaltă tensiune sau câmp electric de 8 ori mai mult decât poate rezista siliciu. Din acest motiv, este util în construcția diodelor, a tranzitoarelor, a supresoarelor și a dispozitivelor cu microunde de mare energie..
- Cu compus au fost realizate diode emițătoare de lumină (LED-uri) și detectoare pentru primele aparate de radio (1907). În prezent, carbură de siliciu a fost înlocuită în fabricarea becurilor cu LED de nitrură de galiu, care emite o lumină de 10 până la 100 de ori mai strălucitoare.
- În sistemele electrice, carbura de siliciu este utilizată ca paratrăsnet în sistemele de alimentare electrică, deoarece acestea își pot regla rezistența prin reglarea tensiunii în ea..
- Într-un proces cunoscut sub numele de sinterizare, particulele de carbură de siliciu - precum și cele ale însoțitorilor - sunt încălzite la o temperatură mai mică decât temperatura de topire a acestui amestec. Astfel, crește rezistența și rezistența obiectului ceramic, prin formarea unor legături puternice între particule..
- Ceramica structurală din carbură de siliciu a avut o gamă largă de aplicații. Sunt utilizate în frânele cu disc și ambreiajele autovehiculelor, în filtrele de particule diesel și ca aditiv în uleiuri pentru a reduce frecarea.
- Utilizările ceramicii structurale din carbură de siliciu au devenit răspândite în părțile expuse la temperaturi ridicate. De exemplu, acesta este cazul gâtului injectoarelor de rachete și al rolelor cuptoarelor..
- Combinația dintre conductivitatea termică ridicată, rezistența și stabilitatea la temperatură ridicată face ca componentele tuburilor schimbătoare de căldură fabricate din carbură de siliciu..
- Ceramica structurală este utilizată în injectoarele de sablare, garniturile pompei de apă auto, rulmenții și matrițele de extrudare. Este, de asemenea, materialul pentru creuzete, utilizat în topirea metalelor..
- Face parte din elementele de încălzire utilizate în topirea sticlei și a metalelor neferoase, precum și în tratamentul termic al metalelor.
- Poate fi folosit la măsurarea temperaturii gazelor. Într-o tehnică cunoscută sub numele de pirometrie, un filament din carbură de siliciu este încălzit și emite radiații care se corelează cu temperatura într-un interval de 800-2500 ºK..
- Este utilizat în centralele nucleare pentru a preveni scurgerea de materiale produse prin fisiune.
- În producția de oțel este folosit ca combustibil.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.