خصائص مادة كربيد السيليكون

نظرًا لخصائصه الكيميائية المستقرة، والموصلية الحرارية العالية، ومعامل التمدد الحراري المنخفض، ومقاومة التآكل الجيدة، فإن كربيد السيليكون له العديد من الاستخدامات الأخرى إلى جانب استخدامه كمادة كاشطة. على سبيل المثال، من خلال تطبيق مسحوق كربيد السيليكون على الجدار الداخلي لمكره التوربين المائي أو جسم الأسطوانة من خلال عملية خاصة، يمكن تحسين مقاومة التآكل ويمكن إطالة عمر الخدمة بمقدار 1-2 مرة؛ المواد المقاومة للحرارة المتقدمة المستخدمة في الإنتاج مقاومة للحرارة، ومقاومة للصدمات، وصغيرة الحجم، وخفيفة الوزن، وعالية القوة، مع تأثيرات جيدة في توفير الطاقة. يعتبر كربيد السيليكون منخفض الدرجة (الذي يحتوي على حوالي 85% SiC) مزيلًا ممتازًا للأكسدة يمكنه تسريع سرعة صناعة الفولاذ، وتسهيل التحكم في التركيب الكيميائي، وتحسين جودة الفولاذ. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم كربيد السيليكون أيضًا على نطاق واسع في إنتاج قضبان كربون السيليكون لمكونات التسخين الكهربائي.
يتمتع كربيد السيليكون بصلابة عالية، حيث تبلغ صلابة موس 9.5، وهو في المرتبة الثانية بعد أصلب الماس في العالم (الدرجة 10). يتميز بموصلية حرارية ممتازة وهو من أشباه الموصلات التي يمكنها مقاومة الأكسدة عند درجات الحرارة العالية.
يحتوي كربيد السيليكون على 70 شكلًا بلوريًا على الأقل. - كربيد السيليكون هو النوع الأكثر شيوعا من المواد المتماثلة، التي تتشكل عند درجات حرارة عالية فوق 2000 درجة مئوية، مع بنية بلورية سداسية (على غرار خام الزنك الليفي). - يتشكل كربيد السيليكون، ذو التركيب البلوري المكعب المشابه للألماس [13]، عند درجة حرارة أقل من 2000 درجة مئوية. في تطبيق حاملات المحفز غير المتجانسة، - كربيد السيليكون بسبب نسبته - اجتذب كربيد السيليكون الكثير من الاهتمام بسبب خصائصه العالية مساحة السطح. هناك نوع آخر من كربيد السيليكون، μ- كربيد السيليكون هو الأكثر ثباتًا ويمكن أن يصدر صوتًا لطيفًا أثناء الاصطدامات. ومع ذلك، حتى الآن، لم يتم تطبيق هذين النوعين من كربيد السيليكون تجاريًا.
نظرًا لثقله النوعي الذي يبلغ 3.1 جم/سم 3 ودرجة حرارة التسامي العالية نسبيًا (حوالي 2700 درجة مئوية)، فإن كربيد السيليكون مناسب جدًا كمادة خام للمحامل أو الأفران ذات درجة الحرارة العالية. لن يذوب تحت أي ضغط يمكن تحقيقه وله نشاط كيميائي منخفض نسبيًا. نظرًا للتوصيل الحراري العالي، وقوة المجال الكهربائي العالية الانهيار، وأعلى كثافة للتيار، فقد حاول البعض استخدام كربيد السيليكون كمواد بديلة، خاصة في تطبيق مكونات أشباه الموصلات عالية الطاقة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن كربيد السيليكون له تأثير اقتران قوي مع إشعاع الميكروويف، ونقطة التسامي العالية تجعله مناسبًا لتسخين المعادن.
كربيد السيليكون النقي عديم اللون، ولكن في الإنتاج الصناعي، وبسبب وجود مواد غير نقية مثل الحديد، فإن لونه عادة ما يكون بني إلى أسود. يرجع بريق قوس قزح الموجود على سطح البلورة إلى تكوين طبقة واقية من السيليكا.
SiC هو أحد أشباه الموصلات الذي يغير بنية مستوى الطاقة لمواد SiC من خلال المنشطات وينظم أدائها بشكل أكبر. إنها تستخدم بشكل أساسي زرع الأيونات لتخدير الذرات مثل A وB وN. من بينها، الذرات المستقبلة مثل Al من المرجح أن تحل محل موضع Si في شبكة SiC وتشكل مستويات طاقة رئيسية عميقة، وبالتالي الحصول على النوع P أشباه الموصلات. ومن المرجح أن تشغل الذرات المانحة مثل N وP موقع الشبكة لـ C، مما يشكل مستويات طاقة مانحة ضحلة، وبالتالي الحصول على أشباه الموصلات من النوع N. تجدر الإشارة إلى أن SiC لديه نطاق تطعيم واسع (1X1014-1X1019 cm-3) لا تمتلكه أشباه الموصلات ذات فجوة النطاق الواسعة الأخرى، ويمكنه بسهولة تحقيق تطعيم النوع N والنوع P ضمن هذا يتراوح. على سبيل المثال، مقاومة البلورات المفردة 4H SiC المشبعة بالذكاء الاصطناعي منخفضة تصل إلى 5