1. Кристаллическая структура карбида кремния.
Карбид кремния имеет тетраэдрическую кристаллическую структуру, в которой каждый атом кремния связан с четырьмя атомами углерода, а каждый углерод — с четырьмя атомами кремния. Связи сильно ковалентные, что придает материалу чрезвычайную твердость и термическую стабильность. Укладка тетраэдрических слоев может варьироваться, образуя множество политипов одного и того же состава.
2. Альфа- и бета-политипы.
Карбид кремния существует более чем в 200 политипах, различающихся последовательностью укладки слоев. Наиболее распространены кубическая бета-фаза (3C) и гексагональная альфа-фазы (4H, 6H и другие). Бета-фаза предпочтительнее при более низких температурах, тогда как альфа-фазы образуются при более высокой температуре, а фазовый состав влияет на свойства и применение материала.
3. Состав коммерческого сорта 90%
Коммерческий 90% карбид кремния содержит около 90% SiC, а остальное - свободный кремний, кремний и небольшое количество железа, алюминия и кальция. Свободный кремний и диоксид кремния поступают из производственной печи, и их уровень контролируется, поскольку они влияют на металлургические и огнеупорные свойства. Марка определяется содержанием SiC и пределами примесей.
4. Микроструктура продукта
Микроструктура товарного продукта состоит из склеенных между собой зерен карбида кремния, между которыми распределены свободные фазы кремния и оксида. Для металлургических марок гранулометрический состав контролируют дроблением и просеиванием. Для огнеупорных изделий микроструктура создается с помощью связующей системы, используемой в кирпиче или литых изделиях.
5. Как структура связана со свойствами
Тетраэдрическая структура придает материалу твердость, теплопроводность и химическую стабильность. Политипный состав влияет на свойства полупроводника, поэтому карбид кремния электронного -класса определяется политипом. Размер зерна и примесные фазы определяют поведение металлургических добавок и огнеупоров. Таким образом, структура является связующим звеном между оценкой и ее эффективностью.
6. Часто задаваемые вопросы
В1: Какова структура карбида кремния?Тетраэдрическая кристаллическая структура, в которой атомы кремния и углерода связаны с четырьмя атомами другого, что обеспечивает чрезвычайную твердость и стабильность.
В2: Что такое альфа- и бета-карбид кремния?Политипы, различающиеся укладкой кристаллических слоев; бета имеет кубическую форму, а альфа - шестиугольную, с разными температурами образования.
В3: Что входит в состав коммерческого 90% SiC?Около 90% SiC со свободным кремнием, кремнеземом и небольшим количеством примесей.
Вопрос 4. Почему политип имеет значение?Это влияет на полупроводник и поведение материала при высоких-температурах.
В5: Как контролируется микроструктура?С помощью печи для получения кристаллической формы и путем дробления, просеивания и склеивания для коммерческого продукта.
В6: Что следует указать покупателям?Содержание SiC, фазовый состав, где это необходимо, пределы содержания примесей и размер частиц.
