Piharbidikemiallinen rakenne, ominaisuudet ja käytöt

Piikarbidikiteitä

Mikä on piikarbidi?

Hän Piilarbidi Se on hiilen ja piin muodostama kovalenttinen kiinteä aine. Se on suurta kovuutta arvolla 9,0-10 MOHS -asteikolla, ja sen kemiallinen kaava on sic, mikä voi ajatella, että hiili on kiinnitetty piisiin kolminkertaisella kovalenttisella sidoksella, positiivisella kuormalla (+) Si: ssä SI: ssä ja negatiivinen kuorma (-) hiilessä (⁺SIÖC^--A.

Itse asiassa tämän yhdisteen linkit ovat täysin erilaisia. Ruotsin kemisti Jön Jacob Berzelius löysi sen vuonna 1824 yrittäessään syntetisoida timantteja. Vuonna 1893 ranskalainen tiedemies Henry Moissani löysi mineraalin, jonka koostumus sisälsi piikarbidia.

Tämä löytö teki sen tutkiessaan meteoriitin kraatterin kivinäytteitä Diablo -kanjonissa, EE. Uu. Hän kutsui tätä mineraalia Moissanitaksi. Toisaalta Edward Goodrich Acheson (1894) loi menetelmän piidarbidin syntetisoimiseksi, hiekan reagoimiseksi tai korkean puhtaan kvartsin kanssa öljykoksin kanssa.

Goodrich kutsui Carborundumia (tai Carborundium) saatuun tuotteeseen ja perusti yrityksen hioma -aineiden tuottamiseen.

Kemiallinen rakenne

Yläkuva kuvaa piiharbidin kuutio- ja kiteistä rakennetta. Tämä järjestely on sama kuin timantti, huolimatta atomiradioiden eroista C: n ja Si: n välillä.

Kaikki linkit ovat voimakkaasti kovalenttisia ja suuntaisia, toisin kuin ioniset kiinteät aineet ja niiden sähköstaattiset vuorovaikutukset.

SIC -muodossa molekyylitetraedra; eli kaikki atomit ovat yhteydessä neljään muuhun. Nämä tetraedriset yksiköt sitoutuvat toisiinsa kovalenttisilla sidoksilla, jotka ovat ottaneet kiteiset rakenteet kerroksilla.

Se voi palvella sinua: Ribulosa-1,5-bifosfaatti (RUBP): Ominaisuudet, karboliksointi

Näillä kerroksilla on myös omat kiteiset järjestelyt, jotka ovat kolmen tyyppisiä: a, b ja c.

Toisin sanoen kerros A on erilainen kuin B ja jälkimmäinen C: lle. Siten SIC -kide koostuu kerrossekvenssin pinoamisesta, esiintyy ilmiö, joka tunnetaan nimellä polytipismi.

Esimerkiksi kuutiometriä polytyyppi (samanlainen kuin timantin) koostuu ABC -kerroksen pinoamisesta ja siksi sillä on 3c kiteinen rakenne.

Näiden kerrosten muut pinoaminen tuottavat myös muita rakenteita näiden rhomboédican ja kuusikulmaisten poliitikkojen joukossa. Itse asiassa sic: n kiteiset rakenteet ovat "kiteinen häiriö".

SIC: n yksinkertaisin kuusikulmainen rakenne, 2H (ylivoimainen kuva), muodostuu kerrosten pinoamisen seurauksena sekvenssillä abeba ... jokaisen kahden kerroksen jälkeen sekvenssi toistetaan, ja sieltä se on missä numero 2 syntyy.

Ominaisuudet Piilarbidi

Yleiset ominaisuudet

Moolimassa

40,11 g/mol

Ulkomuoto

Vaihtelee hankkimismenetelmän ja käytettyjen materiaalien mukaan. Se voi olla: keltainen, vihreä, mustan sininen tai irisoivat kiteet.

Tiheys

3,16 g/cm3

Sulamispiste

2830 ºC.

Taitekerroin

2,55.

Kiteet

On polymorfismi: αSIC -kuusikulmaiset kiteet ja psic -kuutiokiteet.

Kovuus

9-10 MOHS -asteikolla.

Kemiallisten aineiden resistanssit

Se on resistentti happojen ja vahvan alkalin vaikutukselle. Lisäksi piiharbidi on kemiallisesti inertti.

Lämpöominaisuudet

• Korkea lämmönjohtavuus.
• Se tukee suuria lämpötiloja.
• Korkea lämmönjohtavuus.
• Matala lineaarinen lämmön laajentumiskerroin, joten se tukee suuria lämpötiloja alhaisella laajentumisella.
• Lämmönkestävä.

Voi palvella sinua: Arrhenius -yhtälö

Mekaaniset ominaisuudet

• Korkea vastus puristukselle.
• Hankaus- ja korroosiokestävä.
• Se on kevyt materiaali, jolla on suuri vahvuus ja vastus.
• Ylläpitää joustavaa vastustustaan ​​korkeissa lämpötiloissa.

Ominaisuudet sähköinen

Se on puolijohde, joka pystyy suorittamaan toiminnot korkeissa lämpötiloissa ja äärimmäisissä jännitteissä, ja sen teho on vähäistä sähkökenttään.

Käyttö Piilarbidi

Niin hankaava

• Pilarbidi on puolijohde, joka pystyy tukemaan suuria lämpötiloja, korkeajännite- tai sähkökenttägradientit 8 kertaa enemmän kuin pii kestää. Siksi hyödyllisyys diodien, transtoreiden, tukahduttajien ja korkean energian mikroaaltolaitteiden rakentamisessa.
• Yhdisteen kanssa valmistetaan valoa säteileviä diodeja (LED) ja ensimmäisten radioiden ilmaisimia (1907). Tällä hetkellä piikarbidi on korvattu LED -lamppujen valmistuksessa Gallium NITUR: lla.
• Sähköjärjestelmissä pii -hiilihydressi.

Jäsennellyn keramiikan muodossa

• Sintrausina kutsutussa prosessissa piikarbidihiukkaset - samoin kuin seuralaisten - lämmitetään alhaisemmassa lämpötilassa kuin tämän seoksen sulamislämpötila. Siten keraamisen esineen vastus ja lujuus lisääntyvät muodostamalla voimakkaita yhteyksiä hiukkasten välillä.
• Piikarbidin rakenteellisella keramiikalla on ollut laaja käyttötarkoitus. Niitä käytetään levyjarruissa ja moottoriajoneuvojen kytkimissä, hiukkassuodattimissa, jotka ovat läsnä dieselissä ja lisäaineena öljyissä kitkan vähentämiseksi.
• Piharbidin rakennekeramiikan käyttö on yleistetty korkeille lämpötiloihin altistuneissa osissa. Esimerkiksi, tämä koskee rakettien injektorien kurkkua ja uunien rullia.
• Korkean lämmönjohtavuuden, kovuuden ja stabiilisuuden yhdistelmä korkeissa lämpötiloissa aiheuttaa valmistettavien piiharbidien lämmönvaihtimien komponentteja.
• Rakennekeramiikkaa käytetään hiekkalesujen injektoreissa, vesipumppujen ja suulakepuristuksen autojen leimat. Se muodostaa myös metallien valimoissa käytetyn risolien materiaalin.
• Se on osa lämmityselementtejä, joita käytetään lasi- ja ei -rautametallien valimoissa, samoin kuin metallien kalorikäsittelyssä.

Voi palvella sinua: kloorihappo (HCLO3)

Muut käyttötarkoitukset

• Sitä voidaan käyttää kaasun lämpötilan mittauksessa. Pyrometriana tunnetussa tekniikassa lämmitetään piikarbidihoitoa ja säteilee säteilyä, joka korreloi lämpötilan kanssa alueella 800-2500 ºK.
• Sitä käytetään ydinlaitoksissa fissiolla tuotetun materiaalin vuotamisen välttämiseksi.
• Terästuotannossa sitä käytetään polttoaineena.