Ποια είναι η τιμή του καρβιδίου του πυριτίου;

Το καρβίδιο του πυριτίου (SIC), μια ένωση πυριτίου και άνθρακα, αποτιμάται για την ακραία σκληρότητα του, την υψηλή θερμική αγωγιμότητα και τη χημική σταθερότητα. Οι βασικές εφαρμογές περιλαμβάνουν:

​Λειαντικά:Χρησιμοποιείται σε τροχούς λείανσης, εργαλεία κοπής και αμμοθίνες λόγω της σκληρότητάς του (δεύτερος μόνο στο διαμάντι).

​Προπονητικά:Προστέθηκε σε κεραμικά, τούβλα και επενδύσεις κλιβάνου για να αντέξει τις υψηλές θερμοκρασίες (π.χ., στην παραγωγή χάλυβα ή στην γυάλινη παραγωγή).

​Ημιαγωγοί:Κρίσιμη σε ηλεκτρονικά συστήματα ισχύος (π.χ. μετατροπείς για ηλιακά πάνελ, ηλεκτρικά οχήματα) για την ικανότητά του να λειτουργεί σε υψηλές τάσεις και θερμοκρασίες.

​Θωράκιση και άμυνα:Χρησιμοποιείται σε αλεξίσφαιρα γιλέκα, θωράκιση δεξαμενών και εξαρτήματα στρατιωτικών οχημάτων (συχνά σε σύνθετες μορφές).

​LED και οπτοηλεκτρονική:Που απασχολούνται σε μπλε/UV LED και φωτισμό υψηλής ισχύος λόγω του ευρέος bandgap του.

Το καρβίδιο του πυριτίου είναι εξαιρετικά σκληρό, κατάταξη9-9,5 στην κλίμακα Mohs(Όπου το διαμάντι είναι 10). Η σκληρότητα του Vickers κυμαίνεται από2.500-3.000 HV(Megapascals), ξεπερνώντας τα περισσότερα μέταλλα και πολλά κεραμικά. Αυτή η ακραία σκληρότητα προέρχεται από την ομοιοπολική κρυσταλλική δομή της, όπου οι ισχυροί δεσμοί SI-C αντιστέκονται στην παραμόρφωση. Για σύγκριση, το Corundum (οξείδιο του αργιλίου, που χρησιμοποιείται σε γυαλόχαρτο) κατατάσσεται 9 στην κλίμακα Mohs, καθιστώντας το SIC ελαφρώς πιο δύσκολο.

Το καθαρό καρβίδιο του πυριτίου δεν είναι εγγενώς "αλεξίσφαιρο" από μόνο του, αν και χρησιμοποιείται σε βαλλιστικές εφαρμογές. Εδώ είναι γιατί:

​Σκληρότητα έναντι σκληρότητας:Το SIC είναι εξαιρετικά σκληρό αλλά σχετικά εύθραυστο. Οι σφαίρες (βλήματα υψηλής ταχύτητας) δημιουργούν δυνάμεις επιπτώσεων που μπορούν να προκαλέσουν εύθραυστα υλικά.

​Σύνθετη χρήση:Το SIC συνδυάζεται συχνά με πολυμερή, μέταλλα ή άλλα κεραμικά (π.χ. καρβίδιο βορίου) για να δημιουργήσει σύνθετη θωράκιση. Αυτά τα σύνθετα ισορροπούν σκληρότητα (από SIC) με σκληρότητα (από το συνδετικό υλικό), βελτιώνοντας τη βαλλιστική αντίσταση.

​Πρακτικές εφαρμογές:Τα σύνθετα υλικά με βάση το SIC χρησιμοποιούνται σε στρατιωτική θωράκιση, λεπίδες ρότορα ελικόπτερο και δεξαμενές για να εκτρέψουν ή να θραύσουν βλήματα, αν και σπάνια χρησιμοποιούνται μόνοι τους.

Το καρβίδιο του πυριτίου είναι έναΚεραμικός, Όχι μέταλλο. Αυτή η ταξινόμηση προκύπτει από την ατομική δομή και τις ιδιότητές της:

​Τύπος ομολόγων:Το SIC έχει μια ομοιοπολική δομή δεσμού (άτομα που μοιράζονται ηλεκτρόνια), τυπικά της κεραμικής, ενώ τα μέταλλα έχουν μεταλλικούς δεσμούς (απομακρυσμένα ηλεκτρόνια).

​Ιδιότητες:Σε αντίθεση με τα μέταλλα (τα οποία είναι εύπλαστα, όλκιμο και αγώγιμο), το SIC είναι σκληρό, εύθραυστο και ηλεκτρικό μονωτικό (εκτός από εξειδικευμένες μορφές ημιαγωγών).

​Ταξινόμηση:Τα κεραμικά είναι μη μεταλλικά, ανόργανα στερεά και η SIC ταιριάζει σε αυτήν την κατηγορία παρά τη βιομηχανική της χρήση στα ηλεκτρονικά (όπου οι ιδιότητες των ημιαγωγών αξιοποιούνται).