fbpx Silikonkarbied
Wikipedia

Silikonkarbied

Eienskappe

Algemeen

Naam Silikonkarbied
Chemiese formule SiC
Molêre massa 40,1 [g/mol]
CAS-nommer 409-21-1
Reuk geen
Fasegedrag
Smeltpunt 2700 °C (sublimeer)
Kookpunt 3350 °C
Digtheid 3,2 (rel t.o. water)
Oplosbaarheid

Suur-basis eienskappe

pKa

Veiligheid

Flitspunt onbrandbaar

Tensy anders vermeld is alle data vir standaardtemperatuur en -druk toestande.

Silikonkarbied is 'n chemiese verbinding van silikon en koolstof. Sy formule isSiC.

Dit word natuurlik in meteoriete aangetref, byvoorbeeld in presolêre korrels, maar dit is hoofsaaklik 'n sintetiese materiaal wat uit die elemente vervaardig word.

Inhoud

Silikonkarbied is 'n halfgeleier. Die eerste navorsing op hierdie gebied is van die Marconi-bedryf is 1907. Dit was nogtans eers in 1955 dat Ley 'n sublimasie-proses gewys het om taamlike suiwer SiC-plaatjies te vervaardig. Die eerste konferensie wat aan hierdie belangrike materiaal gewy is het in 1959 in Boston, MA plaasgevind.

SiC is die enigste bekende silikumkarbied, maar dit het heelparty kristalstrukture. Hulle is almal op digpakking van die koolstof- en silikonatome gebaseer, maar daar is heelparty weergawes, wat politipes genoem word. Die enigste vorm wat kubiese simmetrie besit is β-SiC of 3C-SiC wat 'n kubiese digpakking ABCABCABC vertoon en wat se struktuur met die kubiese sfalerietstruktuur ooreenkom (die B3-struktuur). Daarnaas bestaan talle politipes met ander stapelings. Een daarvan is heksagonale α-SiC of 2H-SiC wat die wurtzietstruktuur (B4) besit. Die eienskappe, soos die bandgaping verskil effens: Die kleur van beta is geel, alfa s'n is kleurloos. Die meeste politipes is metastabiel; die 2H-vorm is stabiel.

'n Enkel kristal van moissaniet (~1 mm groot)

Natuurlik voorkomende moissaniet kom in klein hoeveelhede voor in sekere soorte meteoriete en in korundneerslae en kimberliet. Feitlik al die silikonkarbied wat in die wêreld verkoop word, insluitend moissaniet-juwele, is sinteties. Natuurlike moissaniet is die eerste keer in 1893 gevind as 'n klein gedeelte van die "Canyon Diablo"-meteoriet in Arizona deur dr. Ferdinand Henri Moissan, na wie die materiaal in 1905 vernoem is. Moissan se ontdekking van SiC wat natuurlik voorkom, is aanvanklik betwis omdat sy monster besmet kon wees deur silikonkarbiedsaaglemme wat op daardie stadium reeds op die mark was.

Hoewel dit skaars op die aarde is, kom silikonkarbied opvallend algemeen in die ruimte voor. Dit is 'n algemene vorm van sterrestof wat rondom koolstofryke sterre voorkom, en voorbeelde van hierdie sterrestof is in ongerepte toestand in primitiewe (onveranderde) meteoriete gevind. Die silikonkarbied wat in die ruimte en in meteoriete voorkom, is byna uitsluitlik die beta-polimorf. Analise van SiC-korrels wat in die Murchison-meteoriet ('n koolstofbevattende chondriet-meteoriet) gevind is, het afwykende isotopiese verhoudings van koolstof en silikon aan die lig gebring, wat daarop dui dat hierdie korrels buite die sonnestelsel ontstaan ​​het.

Sintetiese SiC kristalle ~3 mm in deursnee

Omdat natuurlike moissaniet uiters skaars is, is die meeste silikonkarbied wat in die wêreld verkoop word sinteties. Silikonkarbied word gebruik as 'n skuurmiddel, sowel as 'n halfgeleier en juweelkwaliteit diamantvervanger. Die eenvoudigste proses om silikonkarbied te vervaardig is om silika-sand en koolstof in 'n Acheson-grafiet-elektriese weerstandsoond te kombineer teen 'n hoë temperatuur, tussen 1 600 °C en 2 500 °C. FynSiO2-deeltjies in plantmateriaal (byvoorbeeld rysskille) kan in SiC omgeskakel word deur die oortollige koolstof uit die organiese materiaal te verhit. Die silika-rook, wat 'n neweproduk is van die vervaardiging van silikonmetaal en ferro-silikonlegerings, kan ook in SiC omgeskakel word deur dit met grafiet teen 1 500 °C te verhit.

Die materiaal wat in die Acheson-oond gevorm word, wissel in suiwerheid, afhangende van die afstand daarvan tot die grafietweerstandhittebron. Kleurlose, liggeel en groen kristalle het die hoogste suiwerheid en kom die naaste aan die weerstandhittebron voor. Die kleur verander na blou en swart op 'n groter afstand van die hittebron en hierdie donkerder kristalle is minder suiwer. Stikstof en aluminium is algemene onsuiwerhede, en dit beïnvloed die elektriese geleiding van die silikonkarbied.

Sintetiese SiC Lely-kristalle

Suiwer silikonkarbied kan vervaardig word deur die Lely-proses, waarin SiC-poeier in hoë-temperatuur-spesies silikon, koolstof, silikondikarbied (SiC2) en disilikonkarbied (Si2C) in 'n argongasatmosfeer gesublimiseer word teen 2 500 °C en weer neergelê in vlokagtige enkelkristalle, tot 2 × 2 cm groot, op 'n effens kouer substraat. Hierdie proses lewer enkelkristalle van hoë gehalte, meestal van 6H-SiC-fase (as gevolg van hoë groeitemperatuur).

'n Gewysigde Lely-proses wat induksieverhitting in grafiethouers behels, lewer nog groter enkelkristalle met 'n deursnee van 10 cm wat 81 keer groter is as die gewone Lely-proses.

Kubieke SiC word gewoonlik gegroei deur die duurder proses van chemiese dampneerslag van silaan, waterstof en stikstof.

SiC kan ook tot wafels gemaak word deur 'n enkele kristal te sny met behulp van 'n diamantsaag of deur 'n laser. SiC is 'n nuttige halfgeleier wat ondermeer in kragelektronika gebruik word.

  1. (in Engels). Geargiveer vanaf op 29 Junie 2018. Besoek op5 Augustus 2018.
  2. Harris, Gary (1995). (in Engels). London, U.K: IEE, INSPEC. ISBN 978-0-85296-870-3. OCLC .
  3. Moissan, Henri (1904). . Comptes rendus (in Frans). 139: 773–86.
  4. Di Pierro, S.; Gnos, E.; Grobety, B.H.; Armbruster, T.; Bernasconi, S.M.; Ulmer, P. (2003). "Rock-forming moissanite (natural α-silicon carbide)". American Mineralogist. 88 (11–12): 1817–21. Bibcode:. doi:. S2CID .
  5. Kelly, Jim. . University College London (in Engels). Geargiveer vanaf op 4 Mei 2017. Besoek op22 Desember 2020.
  6. Vlasov, A.S. (1991). "Obtaining silicon carbide from rice husks". Refractories and Industrial Ceramics (in Engels). 32 (9–10): 521–523. doi:. S2CID .
  7. Zhong, Y.; Shaw, Leon L.; Manjarres, Misael; Zawrah, Mahmoud F. (2010). "Synthesis of Silicon Carbide Nanopowder Using Silica Fume". Journal of the American Ceramic Society (in Engels). 93 (10): 3159–3167. doi:.
  8. Lely, Jan Anthony (1955). "Darstellung von Einkristallen von Silicium Carbid und Beherrschung von Art und Menge der eingebauten Verunreinigungen". Berichte der Deutschen Keramischen Gesellschaft (in Duits). 32: 229–236.
  9. . Nitride Crystals, Inc. Besoek op22 December 2020.
  10. Ohtani, N. (2001). (PDF). Geargiveer vanaf (PDF) op 17 Desember 2010.
  11. Byrappa, K.; Ohachi, T. (2003). . Springer. pp. 180–200. ISBN 978-3-540-00367-0.
  12. . 共通 | DISCO Corporation. 21 Augustus 2020. Besoek op22 Desember 2020.

Silikonkarbied
silikonkarbied, eienskappe, algemeennaam, chemiese, formule, sicmolêre, massa, nommer, reuk, geen, fasegedragsmeltpunt, 2700, sublimeer, kookpunt, 3350, digtheid, water, oplosbaarheidsuur, basis, eienskappepkaveiligheidflitspunt, onbrandbaartensy, anders, verm. Eienskappe AlgemeenNaam SilikonkarbiedChemiese formule SiCMolere massa 40 1 g mol CAS nommer 409 21 1 1 Reuk geen 1 FasegedragSmeltpunt 2700 C sublimeer 1 Kookpunt 3350 C 1 Digtheid 3 2 rel t o water 1 OplosbaarheidSuur basis eienskappepKaVeiligheidFlitspunt onbrandbaarTensy anders vermeld is alle data vir standaardtemperatuur en druk toestande Silikonkarbied is n chemiese verbinding van silikon en koolstof Sy formule is SiC Dit word natuurlik in meteoriete aangetref byvoorbeeld in presolere korrels maar dit is hoofsaaklik n sintetiese materiaal wat uit die elemente vervaardig word Inhoud 1 Geskiedenis 2 Struktuur 3 Natuurlike voorkoms 4 Produksie 5 VerwysingsGeskiedenis WysigSilikonkarbied is n halfgeleier Die eerste navorsing op hierdie gebied is van die Marconi bedryf is 1907 Dit was nogtans eers in 1955 dat Ley n sublimasie proses gewys het om taamlike suiwer SiC plaatjies te vervaardig Die eerste konferensie wat aan hierdie belangrike materiaal gewy is het in 1959 in Boston MA plaasgevind 2 Struktuur WysigSiC is die enigste bekende silikumkarbied maar dit het heelparty kristalstrukture Hulle is almal op digpakking van die koolstof en silikonatome gebaseer maar daar is heelparty weergawes wat politipes genoem word Die enigste vorm wat kubiese simmetrie besit is b SiC of 3C SiC wat n kubiese digpakking ABCABCABC vertoon en wat se struktuur met die kubiese sfalerietstruktuur ooreenkom die B3 struktuur Daarnaas bestaan talle politipes met ander stapelings Een daarvan is heksagonale a SiC of 2H SiC wat die wurtzietstruktuur B4 besit Die eienskappe soos die bandgaping verskil effens Die kleur van beta is geel alfa s n is kleurloos Die meeste politipes is metastabiel die 2H vorm is stabiel 2 Natuurlike voorkoms Wysig n Enkel kristal van moissaniet 1 mm groot Natuurlik voorkomende moissaniet kom in klein hoeveelhede voor in sekere soorte meteoriete en in korundneerslae en kimberliet Feitlik al die silikonkarbied wat in die wereld verkoop word insluitend moissaniet juwele is sinteties Natuurlike moissaniet is die eerste keer in 1893 gevind as n klein gedeelte van die Canyon Diablo meteoriet in Arizona deur dr Ferdinand Henri Moissan na wie die materiaal in 1905 vernoem is 3 Moissan se ontdekking van SiC wat natuurlik voorkom is aanvanklik betwis omdat sy monster besmet kon wees deur silikonkarbiedsaaglemme wat op daardie stadium reeds op die mark was 4 Hoewel dit skaars op die aarde is kom silikonkarbied opvallend algemeen in die ruimte voor Dit is n algemene vorm van sterrestof wat rondom koolstofryke sterre voorkom en voorbeelde van hierdie sterrestof is in ongerepte toestand in primitiewe onveranderde meteoriete gevind Die silikonkarbied wat in die ruimte en in meteoriete voorkom is byna uitsluitlik die beta polimorf Analise van SiC korrels wat in die Murchison meteoriet n koolstofbevattende chondriet meteoriet gevind is het afwykende isotopiese verhoudings van koolstof en silikon aan die lig gebring wat daarop dui dat hierdie korrels buite die sonnestelsel ontstaan het 5 Produksie Wysig Sintetiese SiC kristalle 3 mm in deursnee Omdat natuurlike moissaniet uiters skaars is is die meeste silikonkarbied wat in die wereld verkoop word sinteties Silikonkarbied word gebruik as n skuurmiddel sowel as n halfgeleier en juweelkwaliteit diamantvervanger Die eenvoudigste proses om silikonkarbied te vervaardig is om silika sand en koolstof in n Acheson grafiet elektriese weerstandsoond te kombineer teen n hoe temperatuur tussen 1 600 C en 2 500 C Fyn SiO2 deeltjies in plantmateriaal byvoorbeeld rysskille kan in SiC omgeskakel word deur die oortollige koolstof uit die organiese materiaal te verhit 6 Die silika rook wat n neweproduk is van die vervaardiging van silikonmetaal en ferro silikonlegerings kan ook in SiC omgeskakel word deur dit met grafiet teen 1 500 C te verhit 7 Die materiaal wat in die Acheson oond gevorm word wissel in suiwerheid afhangende van die afstand daarvan tot die grafietweerstandhittebron Kleurlose liggeel en groen kristalle het die hoogste suiwerheid en kom die naaste aan die weerstandhittebron voor Die kleur verander na blou en swart op n groter afstand van die hittebron en hierdie donkerder kristalle is minder suiwer Stikstof en aluminium is algemene onsuiwerhede en dit beinvloed die elektriese geleiding van die silikonkarbied 2 Sintetiese SiC Lely kristalle Suiwer silikonkarbied kan vervaardig word deur die Lely proses 8 waarin SiC poeier in hoe temperatuur spesies silikon koolstof silikondikarbied SiC2 en disilikonkarbied Si2C in n argongasatmosfeer gesublimiseer word teen 2 500 C en weer neergele in vlokagtige enkelkristalle 9 tot 2 2 cm groot op n effens kouer substraat Hierdie proses lewer enkelkristalle van hoe gehalte meestal van 6H SiC fase as gevolg van hoe groeitemperatuur n Gewysigde Lely proses wat induksieverhitting in grafiethouers behels lewer nog groter enkelkristalle met n deursnee van 10 cm wat 81 keer groter is as die gewone Lely proses 10 Kubieke SiC word gewoonlik gegroei deur die duurder proses van chemiese dampneerslag van silaan waterstof en stikstof 2 11 SiC kan ook tot wafels gemaak word deur n enkele kristal te sny met behulp van n diamantsaag of deur n laser SiC is n nuttige halfgeleier wat ondermeer in kragelektronika gebruik word 12 Verwysings Wysig 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 Science Lab in Engels Geargiveer vanaf die oorspronklike op 29 Junie 2018 Besoek op 5 Augustus 2018 2 0 2 1 2 2 2 3 Harris Gary 1995 Properties of silicon carbide in Engels London U K IEE INSPEC ISBN 978 0 85296 870 3 OCLC 62113255 Moissan Henri 1904 Nouvelles recherches sur la meteorite de Canon Diablo Comptes rendus in Frans 139 773 86 Di Pierro S Gnos E Grobety B H Armbruster T Bernasconi S M Ulmer P 2003 Rock forming moissanite natural a silicon carbide American Mineralogist 88 11 12 1817 21 Bibcode 2003AmMin 88 1817D doi 10 2138 am 2003 11 1223 S2CID 128600868 Kelly Jim The Astrophysical Nature of Silicon Carbide University College London in Engels Geargiveer vanaf die oorspronklike op 4 Mei 2017 Besoek op 22 Desember 2020 Vlasov A S 1991 Obtaining silicon carbide from rice husks Refractories and Industrial Ceramics in Engels 32 9 10 521 523 doi 10 1007 bf01287542 S2CID 135784055 Zhong Y Shaw Leon L Manjarres Misael Zawrah Mahmoud F 2010 Synthesis of Silicon Carbide Nanopowder Using Silica Fume Journal of the American Ceramic Society in Engels 93 10 3159 3167 doi 10 1111 j 1551 2916 2010 03867 x Lely Jan Anthony 1955 Darstellung von Einkristallen von Silicium Carbid und Beherrschung von Art und Menge der eingebauten Verunreinigungen Berichte der Deutschen Keramischen Gesellschaft in Duits 32 229 236 Lely Wafers Nitride Crystals Inc Besoek op 22 December 2020 Ohtani N 2001 Nippon Steel Technical Report no 84 Large high quality silicon carbide substrates PDF Geargiveer vanaf die oorspronklike PDF op 17 Desember 2010 Byrappa K Ohachi T 2003 Crystal growth technology Springer pp 180 200 ISBN 978 3 540 00367 0 KABRA DISCO Corporation 共通 DISCO Corporation 21 Augustus 2020 Besoek op 22 Desember 2020 Ontsluit van https af wikipedia org w index php title Silikonkarbied amp ol,