Struktur und chemische Eigenschaften von Siliziumkarbid

 Siliziumkarbid-Struktur

Siliciumcarbid ist eine typische kovalent gebundene stabile Verbindung, die theoretisch aus SiC-Tetraedern besteht, wobei der Unterschied nur in der parallelen oder antiparallelen Bindung besteht. Es gibt 75 Varianten von SiC, wie α-SiC, β-SiC, 3C-SiC, 4H-SiC, 15R-SiC usw. Alle diese Strukturen können in ein quadratisches, ein hexagonales und ein rhombisches Kristallsystem unterteilt werden, wobei α-SiC und β-SiC am häufigsten vorkommen. β-SiC kann bei 2100-2400 ℃ in α-SiC umgewandelt werden, und β-SiC kann aus einer einfachen Mischung aus Silizium und Kohlenstoff bei einer Temperatur von etwa 1450 ℃ hergestellt werden. Die SiC-Mikrostruktur kann mit Hilfe der Transmissionselektronenmikroskopie und Röntgenbeugungsnachweistechniken in verschiedenen Formen analysiert und quantifiziert werden. Um zwischen den verschiedenen Strukturen zu unterscheiden, ist eine Nomenklatur erforderlich. Diese Nomenklatur ist nicht mit der Konvention der Phasengesetze und der mineralogischen Nomenklatur vereinbar, wird aber gerne verwendet, weil sie bequem ist

 Siliziumkarbid Chemische Eigenschaften

Siliciumcarbid selbst ist leicht zu oxidieren, aber es oxidiert zu einer Siliciumdioxidschicht, und der Oxidationsprozess wird allmählich behindert. An Luft beginnt die Oxidation von Siliciumcarbid bei 800 ℃, aber sehr langsam; mit steigender Temperatur beschleunigt sich die Oxidationsrate stark. Die Oxidationsrate von Siliciumcarbid ist in Sauerstoff 1,6-mal schneller als in Luft; die Oxidationsrate verlangsamt sich mit der Zeit. Trägt man die Oxidationsrate über der Zeit auf, so erhält man ein typisches Parabeldiagramm. Dies spiegelt die hemmende Wirkung der Siliziumdioxid-Schutzschicht auf die Oxidationsrate von Siliziumkarbidkeramik wider. Wenn es bei der Oxidation Substanzen gibt, die die Siliziumdioxidschicht entfernen oder aufbrechen können, wird das Siliziumkarbid leicht weiter oxidiert. Zum Beispiel: Eisen, Mangan und andere Metalle haben mehrere Verbindungen, Siliziumkarbid kann durch ihre Oxide oxidiert werden, und kann niedrigen Schmelzpunkt Verbindungen mit Siliziumdioxid zu erzeugen, kann Siliziumkarbid Keramik erodieren. Zum Beispiel, FeO in 1 300 ℃, MnO in 1 360 ℃ kann Siliziumkarbid erodieren; und CaO, MgO in 1 000 ℃ kann Siliziumkarbid Keramik erodieren.