1. Kristalna struktura silicijevog karbida
Silicijev karbid ima tetraedarsku kristalnu strukturu u kojoj je svaki atom silicija vezan na četiri atoma ugljika, a svaki ugljik na četiri atoma silicija. Veze su jako kovalentne, što materijalu daje izuzetnu tvrdoću i toplinsku stabilnost. Slaganje tetraedarskih slojeva može varirati, stvarajući mnogo politipova istog sastava.
2. Alfa i beta politipovi
Silicijev karbid postoji u više od 200 politipova, koji se razlikuju po redoslijedu slaganja slojeva. Najčešće su kubična beta faza (3C) i heksagonalne alfa faze (4H, 6H i druge). Na nižim temperaturama favorizira se beta faza, a na višoj alfa faza, a fazni sastav utječe na svojstva i primjenu materijala.
3. Sastav komercijalne kvalitete 90%.
Komercijalni 90% silicijev karbid sadrži oko 90% SiC, sa slobodnim silicijem, silicijevim dioksidom i malim količinama željeza, aluminija i kalcija kao ravnoteže. Slobodni silicij i silicij dolaze iz proizvodne peći, a njihove se razine kontroliraju jer utječu na metalurško i vatrostalno ponašanje. Stupanj je određen sadržajem SiC i granicama nečistoća.
4. Mikrostruktura proizvoda
Mikrostruktura komercijalnog proizvoda sastoji se od međusobno povezanih zrna silicij-karbida, među kojima su raspoređene slobodne silicijeve i oksidne faze. Za metalurške kvalitete, raspodjela veličine zrna kontrolira se drobljenjem i prosijavanjem. Za vatrostalne proizvode, mikrostruktura je napravljena sustavom vezivanja koji se koristi u opeci ili lijevanom kamenu.
5. Kako se struktura odnosi na svojstva
Tetraedarska struktura daje materijalu njegovu tvrdoću, toplinsku vodljivost i kemijsku stabilnost. Sastav politipa utječe na svojstva poluvodiča, zbog čega je elektronički-silicijev karbid određen politipom. Veličina zrna i faze nečistoća kontroliraju ponašanje metalurških dodataka i vatrostalnih materijala. Struktura je dakle poveznica između ocjene i njezine izvedbe.
6. FAQ
P1: Kakva je struktura silicijevog karbida?Tetraedarska kristalna struktura u kojoj su atomi silicija i ugljika međusobno povezani, stvarajući iznimnu tvrdoću i stabilnost.
P2: Što su alfa i beta silicijev karbid?Politipovi koji se razlikuju po slaganju kristalnih slojeva; beta je kubična, a alfa heksagonalna, s različitim temperaturama formiranja.
P3: Što je u komercijalnom 90% SiC?Oko 90% SiC sa slobodnim silicijem, silicijevim dioksidom i malim količinama nečistoća.
P4: Zašto je politip važan?Utječe na poluvodič i ponašanje materijala-na visokim temperaturama.
P5: Kako se kontrolira mikrostruktura?Praksom peći za kristalni oblik i drobljenjem, prosijavanjem i spajanjem za komercijalni proizvod.
P6: Što bi kupci trebali navesti?Sadržaj SiC, fazni sastav gdje je relevantno, granice nečistoća i veličina čestica.
