Carburo di silicioè una sostanza inorganica con la formula chimica SiC. È costituito da materie prime come sabbia di quarzo, coke di petrolio (o coke di carbone) e segatura (il sale è necessario per produrre carburo di silicio verde) attraverso la fusione ad alta temperatura in un forno a resistenza. Il carburo di silicio è un semiconduttore che esiste in natura sotto forma del rarissimo minerale moissanite. Dal 1893, è stato prodotto in serie sotto forma di polvere e cristalli da utilizzare come abrasivi, ecc. Tra le materie prime refrattarie ad alta tecnologia non ossidi come C, N e B, il carburo di silicio è quello più utilizzato ed economico, che può essere chiamata sabbia diamantata o sabbia refrattaria. Il carburo di silicio prodotto industrialmente in Cina è diviso in carburo di silicio nero e carburo di silicio verde, entrambi cristalli esagonali.
Contenuto
Elevata durezza: la durezza del carburo di silicio è seconda solo al diamante e al nitruro di boro cubico, classificandosi al terzo posto tra tutti i materiali ceramici. Ha un'eccellente resistenza all'usura, può resistere all'usura superficiale e prolungare la durata.
Elevata resistenza: il carburo di silicio ha un elevato carico di snervamento e resistenza alla trazione, può sopportare carichi elevati e sollecitazioni meccaniche elevate ed è adatto per l'uso in ambienti con carichi elevati e sollecitazioni elevate.
Elevata stabilità termica: il carburo di silicio ha un'eccellente stabilità termica, un piccolo coefficiente di dilatazione termica, un'elevata conduttività termica e può resistere a sollecitazioni e shock termici ad alte temperature. La sua temperatura operativa estrema può raggiungere oltre 600°C, molto più alta dei 300°C dei dispositivi in silicio.
Resistenza alle alte temperature: il carburo di silicio ha un ampio intervallo di banda e può funzionare a temperature più elevate senza una significativa corrente di dispersione.
Stabilità chimica: il carburo di silicio ha una tolleranza estremamente elevata alla maggior parte degli acidi, basi e ossidanti e può mantenere le prestazioni anche in ambienti chimici difficili.
Elevato tasso di saturazione degli elettroni: il tasso di saturazione degli elettroni del carburo di silicio è doppio di quello del silicio, il che consente ai dispositivi in carburo di silicio di raggiungere frequenze operative e densità di potenza più elevate.
Elevata intensità del campo elettrico di rottura: il carburo di silicio ha un'elevata intensità di campo elettrico di rottura, che consente al dispositivo di resistere al funzionamento ad alta tensione, riducendo così volume e peso.
Superconduttività: a basse temperature, il carburo di silicio ha proprietà superconduttrici e può essere utilizzato per produrre dispositivi elettronici superconduttori.
Industria dei semiconduttori: il carburo di silicio è diventato un materiale ideale per la nuova generazione di dispositivi elettronici di potenza grazie all'ampio gap di banda, all'elevata mobilità degli elettroni e all'elevata intensità del campo elettrico di rottura. Il carburo di silicio può funzionare stabilmente a temperature più elevate e in ambienti più difficili, migliorando significativamente l'affidabilità e l'efficienza delle apparecchiature. Soprattutto nei settori dei veicoli elettrici, delle ferrovie ad alta velocità, dell'aerospaziale, ecc., l'applicazione di dispositivi di potenza in carburo di silicio sta portando a una rivoluzione tecnologica.
Produzione ceramica avanzata: grazie alla sua elevata resistenza, resistenza all'usura e resistenza alle alte temperature, il carburo di silicio è diventato una materia prima chiave nella produzione ceramica avanzata. Sia che venga utilizzata per realizzare forni ad alta temperatura, parti resistenti all'usura o parti anticorrosione, la ceramica al carburo di silicio ha mostrato vantaggi incomparabili.
Optoelettronica: le proprietà ottiche uniche dicarburo di siliciofarlo brillare nel campo dell'optoelettronica. Essendo un eccellente materiale che emette luce ultravioletta, il carburo di silicio può essere utilizzato per preparare LED e laser ultravioletti efficienti ed è anche ampiamente utilizzato in apparecchiature con sorgenti luminose come lampade al sodio ad alta pressione e schermi fluorescenti.
