siliciumcarbids struktur og kemiske egenskaber

 Siliciumcarbid-struktur

Siliciumcarbid er en typisk kovalent bundet stabil forbindelse. Teoretisk set er siliciumcarbid lavet af SiC-tetraedre, men forskellen er kun parallel eller antiparallel binding. Der findes 75 varianter af SiC, f.eks. α-SiC, β-SiC, 3C-SiC, 4H-SiC, 15R-SiC osv. Alle disse strukturer kan opdeles i kvadratisk krystalsystem, sekskantet krystalsystem og rombisk krystalsystem, hvoraf α-SiC og β-SiC er de mest almindelige. β-SiC kan omdannes til α-SiC ved 2100-2400 °C, og β-SiC kan fremstilles af en simpel blanding af silicium og kulstof ved en temperatur på ca. 1450 °C. SiC-mikrostrukturen kan analyseres og kvantificeres i flere former ved hjælp af transmissionselektronmikroskopi og røntgendiffraktionsdetekteringsteknikker. For at kunne skelne mellem de forskellige strukturer er det nødvendigt med en nomenklatur. Denne nomenklatur er uforenelig med faselovskonventionen og mineralogisk nomenklatur, men er populær, fordi den er praktisk

 Siliciumcarbid Kemiske egenskaber

Siliciumcarbid i sig selv er let at oxidere, men det oxiderer for at danne en siliciumdioxidfilm, og oxidationsprocessen hindres gradvist. I luft begynder oxidationen af siliciumcarbid ved 800 °C, men meget langsomt; når temperaturen stiger, accelererer oxidationshastigheden kraftigt. Oxidationshastigheden for siliciumcarbid er 1,6 gange hurtigere i ilt end i luft; oxidationshastigheden aftager med tiden. Hvis oxidationsmængden plottes over tid, får man en typisk parabolsk graf. Dette afspejler den hindrende effekt af det beskyttende lag af silica på oxidationshastigheden af siliciumcarbidkeramik. Hvis der er stoffer, der kan fjerne eller bryde siliciumdioxidfilmen ved oxidation, vil siliciumcarbid let blive yderligere oxideret. For eksempel: jern, mangan og andre metaller har flere forbindelser, siliciumcarbid kan oxideres af deres oxider og kan generere forbindelser med lavt smeltepunkt med siliciumdioxid, kan erodere siliciumcarbidkeramik. For eksempel kan FeO i 1 300 ℃, MnO i 1 360 ℃ erodere siliciumcarbid; og CaO, MgO i 1 000 ℃ kan erodere siliciumcarbidkeramik.