Siliciumcarbideis een kleurloos kristal, algemeen bekend als korund. Het wordt industrieel geproduceerd door de reactie van kwartszand en overtollige cokes bij een hoge temperatuur van 2000-2500℃. Het heeft een structuur die lijkt op diamant en een hardheid die dicht bij diamant ligt. Het is een veelgebruikt industrieel schuurmiddel. Als er bepaalde onzuiverheidselementen aan worden toegevoegd, wordt het ook een halfgeleider, die kan worden gebruikt als hogetemperatuurhalfgeleider voor elektrische verwarmingselementen. Het heeft een goede thermische en chemische stabiliteit, hoge mechanische sterkte en lage thermische uitzettingscoëfficiënt, en wordt ook veel gebruikt in structurele keramische materialen op hoge temperatuur. Keramische vezels van siliciumcarbide met goede mechanische eigenschappen kunnen worden verkregen door pyrolyse bij hoge temperatuur van silaanbevattende organische groepen.
Siliciumnitride is een nieuw type keramisch materiaal. Het is een gebroken witte vaste stof. Net als siliciumcarbide heeft het een hoge thermische en chemische stabiliteit. De wrijvingscoëfficiënt bedraagt slechts 0,1-0,2, wat overeenkomt met een metalen oppervlak dat met olie is gesmeerd. De hardheid is de tweede na die van diamant en kubisch boornitride. Het grootste toepassingsgebied is ook als structureel keramisch materiaal voor hoge temperaturen. Aan siliciumnitride wordt een kleine hoeveelheid aluminiumoxide toegevoegd om een nieuw type keramiek te maken, waarvan de handelsnaam sialon is. Seron-keramiek wordt veel gebruikt in gasturbinebladen, machinebehuizingen, motoronderdelen, raketstaartmondstukken, lagers en snijgereedschappen.
Inhoud
Siliciumcarbide, algemeen bekend als korund, wordt meestal gemaakt door silica en cokes te mengen en vervolgens te reageren met elektriciteit. Siliciumcarbide is samengesteld uit SiC en ziet er groen, zwart en geel uit vanwege onzuiverheden. In de industrie wordt het op basis van kleur in twee categorieën verdeeld: groen siliciumcarbide en zwart siliciumcarbide, en hun SiC-gehalte is respectievelijk ≥99% en 98,5%. Siliciumcarbide is een covalente bindingsverbinding met sterke interatomaire binding, hoog smeltpunt, hoge hardheid, hoge sterkte en lage expansie, hoge thermische geleidbaarheid, hoge elektrische geleidbaarheid en sterke chemische stabiliteit. Daarom is het een goede vuurvaste grondstof. In een oxiderende atmosfeer wordt siliciumcarbide echter gemakkelijk geoxideerd, en de oxidatie kan alleen worden vertraagd als er een beschermende SiO2-film wordt gevormd.
De molecuulformule van siliciumnitride is Si3N4 en er zijn twee soorten kristalvormen: α-type en β-type, beide hexagonale kristalsystemen. Siliciumnitride is grijs, met een Si3N4-gehalte van 98,5% en vrij silicium van 1,5%. Het smeltpunt is 1900 ℃ (sublimatie-ontleding), thermische uitzetting met hoge sterkte, lage, taaiheid en sterke corrosieweerstand. Siliciumnitride wordt gemaakt door siliciumpoeder met stikstof te nitreren en vervolgens te sinteren. Het wordt voornamelijk gebruikt in geavanceerde vuurvaste materialen.
Hoewel zowel siliciumcarbide als siliciumnitride samengestelde halfgeleiders van de derde generatie zijn met een hoge hardheid, hoge slijtvastheid, hoge thermische geleidbaarheid en hoge elastische modulus, zijn er enkele belangrijke verschillen tussen beide:
Verschillende chemische stabiliteit en chemische corrosieweerstand
Siliciumcarbide heeft een sterke chemische corrosieweerstand en kan in de meeste zuren en logen werken, maar heeft een slechte weerstand tegen hoge temperaturen; siliciumnitride is zeer stabiel in sterke zuren en logen, maar heeft een lage hardheid en een slechte slijtvastheid.
Verschillende toepassingsscenario's
Siliciumcarbide wordt meestal gebruikt voor het maken van gereedschappen zoals boren, mallen en vuurvaste materialen voor hogetemperatuurovens; Siliciumnitride wordt gebruikt om onderdelen te maken voor vliegtuigmotoren en gasturbines.
Verschillende fysieke eigenschappen
Siliciumcarbide heeft een hogere dichtheid en grotere hardheid, waardoor de stabiliteit vooral behouden blijft in omgevingen met hoge temperaturen; siliciumnitride heeft een lagere dichtheid en lagere hardheid, maar heeft een goede slijtvastheid en corrosiebestendigheid.
Verschillende thermische geleidbaarheid en elektrische geleidbaarheid
Siliciumcarbide heeft een uitstekende thermische geleidbaarheid en een goede elektrische geleidbaarheid en kan als halfgeleidermateriaal worden gebruikt; siliciumnitride heeft een slechte thermische geleidbaarheid, maar heeft isolerende eigenschappen en wordt voornamelijk gebruikt in isolatie en elektronische verpakkingen.
Verschillende kleuren
Siliciumnitride is meestal een gebroken wit poeder, terwijl siliciumcarbide zwart of grijszwart is.
Deze verschillen makensiliciumcarbideen siliciumnitride hebben elk hun eigen unieke voordelen en toepasbare velden in industriële toepassingen.
