piikarbidin rakenne ja kemialliset ominaisuudet

 Piikarbidirakenne

Piikarbidi on tyypillinen kovalenttisesti sitoutunut vakaa yhdiste.Teoriassa piikarbidi koostuu SiC-tetraedereistä, mutta ero on vain yhdensuuntainen tai vastakkainen sidos. SiC:stä on saatavilla 75 muunnosta, kuten α-SiC, β-SiC, 3C-SiC, 4H-SiC, 15R-SiC jne. Kaikki nämä rakenteet voidaan jakaa neliömäiseen, kuusikulmaiseen ja rombiseen kidejärjestelmään, joista α-SiC ja β-SiC ovat yleisimpiä. β-SiC voidaan muuntaa α-SiC:ksi 2100-2400 ℃:n lämpötilassa, ja β-SiC voidaan valmistaa yksinkertaisesta piin ja hiilen seoksesta noin 1450 ℃:n lämpötilassa. SiC:n mikrorakennetta voidaan analysoida ja kvantifioida useissa eri muodoissa käyttäen läpäisyelektronimikroskopiaa ja röntgendiffraktiohavaintotekniikoita. Eri rakenteiden erottamiseksi toisistaan tarvitaan nimikkeistöä. Tämä nimikkeistö on ristiriidassa faasilakien ja mineralogisen nimikkeistön kanssa, mutta se on suosittu, koska se on kätevä.

 Piikarbidi Kemialliset ominaisuudet

Piikarbidi itsessään hapettuu helposti, mutta se hapettuu muodostaen piidioksidikalvon, ja hapettumisprosessi estyy vähitellen. Ilmassa piikarbidin hapettuminen alkaa 800 ℃:ssa, mutta hyvin hitaasti; lämpötilan noustessa hapettumisnopeus kiihtyy jyrkästi. Piikarbidin hapettumisnopeus on 1,6 kertaa nopeampi hapessa kuin ilmassa; hapettumisnopeus hidastuu ajan myötä. Jos hapettumisen määrä piirretään ajan funktiona, saadaan tyypillinen parabolinen kuvaaja. Tämä kuvastaa piidioksidin suojakerroksen estävää vaikutusta piikarbidikeramiikan hapettumisnopeuteen. Hapettuessaan, jos on aineita, jotka voivat poistaa tai rikkoa piidioksidikalvon, piikarbidi hapettuu helposti edelleen. Esimerkiksi: raudalla, mangaanilla ja muilla metalleilla on useita yhdisteitä, piikarbidia voidaan hapettaa niiden oksideilla , ja ne voivat tuottaa alhaisen sulamispisteen yhdisteitä piidioksidin kanssa, voivat heikentää piikarbidikeramiikkaa. Esimerkiksi FeO 1 300 ℃:ssa, MnO 1 360 ℃:ssa voi heikentää piikarbidia; ja CaO, MgO 1 000 ℃:ssa voi heikentää piikarbidikeramiikkaa.