✖


Jump to content

Карбид кремния

Это хорошая статья. Нажмите здесь для получения дополнительной информации.
(Перенаправлено с SiC )
«Карборунд» перенаправляется сюда. Не путать с корундом .

Карбид кремния
Образец карбида кремния в виде були
SiC, выращенный в лаборатории. Синтетический монокристалл
Имена
Предпочтительное название ИЮПАК
Карбид кремния
Другие имена
Карборунд
Муассанит
Идентификаторы
3D model ( JSmol )
КЭБ
ХимическийПаук
Информационная карта ECHA 100.006.357 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 206-991-8
13642
МеШ Кремний+карбид
номер РТЭКС
  • VW0450000
НЕКОТОРЫЙ
Характеристики
Карбид кремния
Молярная масса 40.096 g/mol
Появление От желтого до зеленого до голубовато-черного, переливающиеся кристаллы. [1]
Плотность 3.16 g⋅cm -3 (шестнадцатеричное) [2]
Температура плавления 2830 ° C (5130 ° F; 3100 К) [2] (разлагается)
Растворимость Нерастворим в воде, растворим в расплавленных щелочах и расплавленном железе. [3]
Подвижность электронов ~900 см 2 /(V⋅s) (все политипы)
−12.8 × 10 −6 см 3 /моль [4]
2,55 (инфракрасный; все политипы) [5]
Опасности
GHS Маркировка : волокна [6]
GHS08: Опасность для здоровья
Опасность
H350i
P201 , P202 , P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P280 , P281 , P302+P352 , P304+P340 , P305+P351+P338 , P308+P313 , P312 , P314 , P321 , 32+П313 , П337+П313 , П362 , П403+П233 , П405 , П501
NFPA 704 (огненный алмаз)
Четырехцветный бриллиант NFPA 704Здоровье 1: Воздействие может вызвать раздражение, но лишь незначительные остаточные повреждения. Например, скипидарВоспламеняемость 0: Не горит. Например, водаНестабильность 0: Обычно стабилен, даже в условиях пожара, не вступает в реакцию с водой. Например, жидкий азотОсобые опасности (белый): нет кода.
1
0
0
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
ПЭЛ (допустимо)
СВВ 15 мг/м 3 (всего) TWA 5 мг/м 3 (соответственно) [1]
РЕЛ (рекомендуется)
СВВ 10 мг/м 3 (всего) TWA 5 мг/м 3 (соответственно) [1]
IDLH (Непосредственная опасность)
без даты [1]
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).

Карбид кремния ( SiC ), также известный как карборунд ( / ˌ k ɑːr b ə ˈ r ʌ n d əm / ), представляет собой твердое химическое соединение, содержащее кремний и углерод . Полупроводник , но с , он встречается в природе как чрезвычайно редкий минерал муассанит 1893 года его массово производят в виде порошка и кристаллов для использования в качестве абразива . Зерна карбида кремния можно скрепить вместе путем спекания с образованием очень твердой керамики , которая широко используется в устройствах, требующих высокой прочности, таких как автомобильные тормоза, автомобильные сцепления и керамические пластины в бронежилетах . Большие монокристаллы карбида кремния можно вырастить методом Лели и огранить на драгоценные камни, известные как синтетический муассанит.

Электронные применения карбида кремния, такие как светоизлучающие диоды (светодиоды) и детекторы в первых радиоприемниках, были впервые продемонстрированы примерно в 1907 году. Карбид кремния используется в устройствах полупроводниковой электроники, которые работают при высоких температурах или высоких напряжениях, или и том, и другом.

Естественное явление

[ редактировать ]
Монокристалл муассанита (размером ≈ 1 мм)

Встречающийся в природе муассанит встречается лишь в незначительных количествах в некоторых типах метеоритов , корундовых месторождениях и кимберлитах . Практически весь карбид кремния, продаваемый в мире, включая украшения из муассанита, является синтетическим .

Природный муассанит был впервые обнаружен в 1893 году как небольшой компонент метеорита Каньон Диабло в Аризоне Фердинандом Анри Муассаном , в честь которого материал был назван в 1905 году. [7] Открытие Муассаном природного карбида кремния первоначально оспаривалось, поскольку его образец мог быть загрязнен пилами из карбида кремния , которые уже были на рынке в то время. [8]

Хотя карбид кремния редко встречается на Земле, он чрезвычайно распространен в космосе. Это распространенная форма звездной пыли, встречающаяся вокруг звезд, богатых углеродом , и примеры этой звездной пыли были обнаружены в первозданном состоянии в примитивных (неизмененных) метеоритах. Карбид кремния, обнаруженный в космосе и в метеоритах, почти исключительно представляет собой бета-полиморфную модификацию . Анализ зерен SiC, обнаруженных в метеорите Мерчисон , углеродистом хондритовом метеорите, выявил аномальные изотопные соотношения углерода и кремния, что указывает на то, что эти зерна возникли за пределами Солнечной системы. [9]

История

[ редактировать ]

Ранние эксперименты

[ редактировать ]

Несистематические, менее признанные и часто непроверенные способы синтеза карбида кремния включают:

Широкомасштабное производство

[ редактировать ]
Повторение HJ Round . светодиодных экспериментов

Широкомасштабное производство приписывается Эдварду Гудричу Ачесону в 1891 году. [11] Ачесон пытался получить искусственные алмазы, нагревая смесь глины (силиката алюминия) и порошкообразного кокса (углерода) в железной чаше. Синие кристаллы, образовавшие карборунд, он назвал карборундом , полагая, что это новое соединение углерода и алюминия, похожее на корунд . Муассан также синтезировал SiC несколькими способами, включая растворение углерода в расплавленном кремнии, плавление смеси карбида кальция и кремнезема и восстановление кремнезема углеродом в электрической печи.

Ачесон запатентовал метод изготовления порошка карбида кремния 28 февраля 1893 года. [12] Ачесон также разработал электрическую печь периодического действия , с помощью которой SiC производится до сих пор, и основал компанию Carborundum Company для производства объемного SiC, первоначально для использования в качестве абразива. [13] В 1900 году компания заключила договор с Electric Smelting and Aluminium Company , когда решением судьи был отдан «широкий приоритет» ее основателям «в восстановлении руд и других веществ методом накаливания». [14]

Первое использование SiC было в качестве абразива. Затем последовали электронные заявки. В начале 20 века карбид кремния использовался в качестве детектора в первых радиоприемниках. [15] В 1907 году Генри Джозеф Раунд изготовил первый светодиод, подав напряжение на кристалл SiC и наблюдая желтое, зеленое и оранжевое излучение на катоде. Позже эффект был вновь открыт О. В. Лосевым в Советском Союзе в 1923 году. [16]

Производство

[ редактировать ]
Синтетические кристаллы SiC диаметром ~3 мм.
Две шестидюймовые (≈ 15 см) пластины из карбида кремния.

Поскольку природный муассанит чрезвычайно редок, большая часть карбида кремния является синтетическим. Карбид кремния используется в качестве абразива, а также полупроводника и имитатора алмаза ювелирного качества. Самый простой процесс производства карбида кремния - это объединение кварцевого песка и углерода в графитовой электрической печи сопротивления Acheson при высокой температуре, от 1600 ° C (2910 ° F) до 2500 ° C (4530 ° F). Мелкие частицы SiO 2 в растительном материале (например, рисовой шелухе) можно превратить в SiC путем нагревания избыточного углерода из органического материала. [17] Микрокремнезем . , который является побочным продуктом производства металлического кремния и сплавов ферросилиция, также может быть преобразован в SiC путем нагревания с графитом при 1500 ° C (2730 ° F) [18]

Чистота материала, образующегося в печи Ачесона, варьируется в зависимости от его расстояния от графитового резистора источника тепла . Бесцветные, бледно-желтые и зеленые кристаллы имеют наибольшую чистоту и находятся ближе всего к резистору. Цвет меняется на синий и черный на большем расстоянии от резистора, и эти более темные кристаллы менее чистые. Азот и алюминий являются обычными примесями и влияют на электропроводность SiC. [19]

Синтетические кристаллы SiC Lely

Чистый карбид кремния можно получить по технологии Lely . [20] при котором порошок SiC сублимируется в высокотемпературные разновидности кремния, углерода, дикарбида кремния (SiC 2 ) и карбида кремния (Si 2 C) в атмосфере аргона при температуре 2500 °C и переосаждается в чешуйчатые монокристаллы, [21] размером до 2 × 2 см, на несколько более холодном субстрате. Этот процесс дает высококачественные монокристаллы, в основном фазы 6H-SiC (из-за высокой температуры роста).

Модифицированный процесс Лели, включающий индукционный нагрев в графитовых тиглях, дает еще более крупные монокристаллы диаметром 4 дюйма (10 см), имеющие сечение в 81 раз больше по сравнению с традиционным процессом Лели. [22]

Кубический SiC обычно выращивается с помощью более дорогостоящего процесса химического осаждения из паровой фазы (CVD) силана, водорода и азота. [19] [23] Гомоэпитаксиальные и гетероэпитаксиальные слои SiC можно выращивать как в газовой, так и в жидкой фазе. [24]

Для формирования SiC сложной формы в качестве прекурсоров можно использовать прекерамические полимеры , которые образуют керамический продукт путем пиролиза при температурах в диапазоне 1000–1100 ° C. [25] Материалы-прекурсоры для получения карбида кремния таким способом включают поликарбосиланы, поли(метилсилины) и полисилазаны. [26] Карбидокремниевые материалы, полученные пиролизом прекерамических полимеров, известны как керамика на основе полимеров или PDC. Пиролиз прекерамических полимеров чаще всего проводят в инертной атмосфере при относительно низких температурах. По сравнению с процессом CVD метод пиролиза предпочтителен, поскольку полимеру можно придать различные формы до термализации в керамику. [27] [28] [29] [30]

SiC также можно превратить в пластины, разрезав монокристалл либо с помощью алмазной канатной пилы, либо с помощью лазера. SiC — полезный полупроводник, используемый в силовой электронике. [31]

Структура и свойства

[ редактировать ]
Основная статья: Полиморфы карбида кремния
Структура основных политипов SiC.
(β)3C-SiC 4H-SiC (α)6H-SiC
Карбид кремния, изображение получено под стереоскопическим микроскопом.

Карбид кремния существует примерно в 250 кристаллических формах. [32] Путем инертного атмосферного пиролиза прекерамических полимеров также получают карбид кремния в стеклоаморфной форме. [33] Полиморфизм SiC характеризуется большим семейством сходных кристаллических структур, называемых политипами. Это вариации одного и того же химического соединения, идентичные в двух измерениях и различающиеся в третьем. Таким образом, их можно рассматривать как слои, расположенные в определенной последовательности. [34]

Альфа-карбид кремния (α-SiC) является наиболее часто встречающейся полиморфной модификацией , образуется при температуре выше 1700 ° C и имеет гексагональную кристаллическую структуру (похожую на вюрцит ). Бета-модификация (β-SiC) с кристаллической структурой цинковой обманки (похожая на алмаз ) образуется при температуре ниже 1700 °C. [35] До недавнего времени бета-форма имела относительно небольшое коммерческое применение, хотя в настоящее время растет интерес к ее использованию в качестве носителя для гетерогенных катализаторов из-за ее более высокой площади поверхности по сравнению с альфа-формой.

Свойства основных политипов SiC [5] [27]
Политип 3С (б) 4 часа 6Н (а)
Кристаллическая структура Цинковая обманка (кубическая) Шестиугольный Шестиугольный
Космическая группа Т 2 д -Ж 4 3м С 4 6в - 3мкм P6 С 4 6в - 3мкм P6
Символ Пирсона cF8 HP8 HP12
Константы решетки (Å) 4.3596 3.0730; 10.053 3.0810; 15.12
Плотность (г/см 3 ) 3.21 3.21 3.21
Запрещенная зона (эВ) 2.36 3.23 3.05
Объемный модуль (ГПа) 250 220 220
Теплопроводность (Вт⋅м −1 ⋅K −1 )
@300 К (см. [36] [37] для темп. зависимость) 		320 348 325
Коэффициент термического расширения (10 −6 К −1 )
@300 К (см. [38] для темп. зависимость) 		-- 2,28 (⊥ с ); (∥с ) 2,49 2.25

Чистый SiC бесцветен. Цвет промышленного продукта от коричневого до черного обусловлен примесями железа . [39] Радужный блеск кристаллов обусловлен тонкопленочной интерференцией пассивирующего слоя диоксида кремния , образующегося на поверхности.

Высокая температура сублимации SiC (около 2700 °C) делает его полезным для подшипников и деталей печей. Карбид кремния не плавится, а начинает сублимироваться при температуре около 2700 °C, как графит, имея заметное давление паров вблизи этой температуры. Он также очень инертен химически, отчасти из-за образования тонкого пассивированного слоя SiO 2 . В настоящее время существует большой интерес к его использованию в качестве полупроводникового материала в электронике, где его высокая теплопроводность, высокая сила пробоя электрического поля и высокая максимальная плотность тока делают его более перспективным, чем кремний, для мощных устройств. [40] SiC имеет очень низкий коэффициент теплового расширения около 2,3 × 10. −6 К −1 около 300 К (для 4H и 6H SiC) и не испытывает фазовых переходов в диапазоне температур от 5 до 340 К, которые могли бы вызвать разрывы коэффициента теплового расширения. [19] [38]

Электропроводность

[ редактировать ]

Карбид кремния — это полупроводник , который может быть легирован азотом или фосфором р-типа n-типа, а бериллием , бором , алюминием или галлием . [5] Металлическая проводимость достигается за счет сильного легирования бором, алюминием или азотом.

Сверхпроводимость обнаружена в 3C-SiC:Al, 3C-SiC:B и 6H-SiC:B при близких температурах ~1,5 К. [35] [41] Однако наблюдается критическая разница в поведении магнитного поля между легированием алюминием и бором: 3C-SiC:Al относится к типу II . Напротив, 3C-SiC:B относится к типу I , как и 6H-SiC:B. Таким образом, сверхпроводящие свойства, по-видимому, больше зависят от примеси (B по сравнению с Al), чем от политипа (3C- по сравнению с 6H-). В попытке объяснить эту зависимость было отмечено, что B замещает позиции C в SiC, а Al замещает позиции Si. Следовательно, Al и B «видят» разную среду в обоих политипах. [42]

Использование

[ редактировать ]

Абразивные и режущие инструменты

[ редактировать ]
Режущие диски из SiC

В искусстве карбид кремния является популярным абразивом в современной гранильной обработке благодаря долговечности и низкой стоимости материала. В производстве он используется из-за своей твердости в процессах абразивной обработки, таких как шлифование , хонингование , гидроабразивная резка и пескоструйная обработка . Карбид кремния представляет собой гораздо более острую и твердую альтернативу пескоструйной очистке по сравнению с оксидом алюминия . Частицы карбида кремния наслаиваются на бумагу для изготовления наждачной бумаги и ленты для скейтбордов . [43]

исключительно прочный композит из оксида алюминия и карбида кремния нитевидных кристаллов В 1982 году был обнаружен . Разработка этого лабораторного композита до коммерческого продукта заняла всего три года. В 1985 году на рынок были представлены первые коммерческие режущие инструменты, изготовленные из этого композита, армированного оксидом алюминия и карбида кремния. [44]

Конструкционный материал

[ редактировать ]
Карбид кремния используется для изготовления травматических пластин баллистических жилетов.

В 1980-х и 1990-х годах карбид кремния изучался в нескольких исследовательских программах для высокотемпературных газовых турбин в Европе , Японии и США . Компоненты предназначались для замены из никелевого суперсплава . лопаток турбины или сопловых аппаратов [45] Однако ни один из этих проектов не привел к серийному производству, главным образом из-за его низкой ударопрочности и низкой вязкости разрушения . [46]

Как и другая твердая керамика (а именно оксид алюминия и карбид бора ), карбид кремния используется в композитной броне (например, в броне Чобхэма ), а также в керамических пластинах в бронежилетах. Dragon Skin , которую производила компания Pinnacle Armor , использовала диски из карбида кремния. [47] Улучшению трещиностойкости брони SiC можно способствовать за счет явления аномального роста зерен или AGG. Рост аномально длинных зерен карбида кремния может служить для придания эффекта упрочнения за счет перекрытия трещин, аналогично армированию усами. ПохожийЭффекты повышения прочности AGG наблюдались в нитриде кремния (Si 3 N 4 ). [48]

Карбид кремния используется в качестве материала опоры и полок в высокотемпературных печах, например, при обжиге керамики, плавлении стекла или литье стекла. Полки печи из карбида кремния значительно легче и долговечнее, чем традиционные полки из оксида алюминия. [49]

В декабре 2015 года вливание наночастиц карбида кремния в расплавленный магний было упомянуто как способ получения нового прочного и пластичного сплава, пригодного для использования в аэронавтике, аэрокосмической отрасли, автомобилестроении и микроэлектронике. [50]

Автомобильные запчасти

[ редактировать ]
Карбон-керамический дисковый тормоз Porsche Carrera GT из карбида кремния.

пропитанный кремнием, Карбон-углеродный композит, используется для высокопроизводительных «керамических» тормозных дисков , поскольку они способны выдерживать экстремальные температуры. Кремний реагирует с графитом в углеродно-углеродном композите, образуя карбид кремния, армированный углеродным волокном (C/SiC). Эти тормозные диски используются на некоторых дорожных спортивных автомобилях, суперкарах, а также других автомобилях с высокими характеристиками, включая Porsche Carrera GT , Bugatti Veyron , Chevrolet Corvette ZR1 , McLaren P1 , [51] Bentley , Ferrari , Lamborghini и некоторые высокопроизводительные автомобили Audi . Карбид кремния также используется в спеченной форме для сажевых фильтров . [52] Также используется в качестве присадки к маслам. [ сомнительно – обсудить ] [ нужны разъяснения ] для уменьшения трения, выбросов и гармоник. [53] [54]

Литейные тигли

[ редактировать ]

Карбид кремния используется в тиглях для удерживания плавящегося металла в малых и крупных литейных производствах. [55] [56]

Электрические системы

[ редактировать ]

Самым ранним электрическим применением SiC была защита от перенапряжения в грозовых разрядниках в электроэнергетических системах. Эти устройства должны проявлять высокое сопротивление до тех пор, пока напряжение на них не достигнет определенного порога V T, после чего их сопротивление должно упасть до более низкого уровня и поддерживать этот уровень до тех пор, пока приложенное напряжение не упадет ниже V T, смывая ток в землю. [57]

Это было признано рано [ когда? ] что SiC имел такое сопротивление, зависящее от напряжения , и поэтому столбцы таблеток SiC были подключены между высоковольтными линиями электропередачи и землей. Когда удар молнии в линию достаточно повышает напряжение в линии, столб SiC будет проводить ток, позволяя току удара безвредно проходить на землю, а не вдоль линии электропередачи. Колонки SiC показали значительную проводимость при нормальном рабочем напряжении линии электропередачи, поэтому их пришлось размещать последовательно с искровым разрядником . Этот искровой промежуток ионизируется и становится проводящим, когда молния повышает напряжение проводника линии электропередачи, тем самым эффективно соединяя столбец SiC между силовым проводником и землей. Искровые разрядники, используемые в молниеотводах, ненадежны: они либо не зажигают дугу, когда это необходимо, либо не отключаются впоследствии, в последнем случае из-за разрушения материала или загрязнения пылью или солью. Первоначально использование колонн SiC было предназначено для устранения необходимости использования искрового промежутка в молниезащитных разрядниках. Разрядники SiC с зазором использовались для молниезащиты и продавались под Торговые марки GE и Westinghouse и другие. Разрядник SiC с зазором был в значительной степени заменен варисторами без зазора , в которых используются столбцы из таблеток оксида цинка . [58]

Элементы электронной схемы

[ редактировать ]

Карбид кремния был первым коммерчески важным полупроводниковым материалом. Кристаллический радиодетекторный диод «карборунд» (синтетический карбид кремния) был запатентован Генри Харрисоном Чейзом Данвуди в 1906 году. Он рано нашел применение в корабельных приемниках.

Силовые электронные устройства

[ редактировать ]

В 1993 году карбид кремния считался полупроводником как в исследованиях, так и на раннем этапе массового производства, что давало преимущества для быстродействующих, высокотемпературных и/или высоковольтных устройств. Первыми доступными устройствами были диоды Шоттки , а затем полевые транзисторы с переходным затвором и МОП-транзисторы для переключения высокой мощности. биполярные транзисторы и тиристоры . Описаны [40]

Основной проблемой при коммерциализации SiC было устранение дефектов: краевых дислокаций, винтовых дислокаций (как полых, так и с закрытым ядром), треугольных дефектов и дислокаций базовой плоскости. [59] В результате устройства, изготовленные из кристаллов SiC, изначально демонстрировали плохую эффективность обратной блокировки, хотя исследователи в предварительном порядке находят решения для улучшения характеристик пробоя. [60] Помимо качества кристалла, проблемы с интерфейсом SiC с диоксидом кремния препятствовали разработке силовых МОП-транзисторов на основе SiC и биполярных транзисторов с изолированным затвором . Хотя механизм до сих пор не ясен, азотирование значительно уменьшило количество дефектов, вызывающих проблемы с интерфейсом. [61]

первые коммерческие JFET на напряжение 1200 В. В 2008 году на рынке были представлены [62] за ними в 2011 году последовали первые коммерческие МОП-транзисторы на напряжение 1200 В. Сейчас доступны JFET на напряжение от 650 В до 1700 В с сопротивлением всего 25 мОм. Помимо SiC-переключателей и SiC-диодов Шоттки (также диодов с барьером Шоттки, SBD ) в популярных корпусах TO-247 и TO-220 , компании еще раньше начали внедрять голые чипы в свои силовые электронные модули .

Диоды SiC SBD нашли широкое распространение на рынке и используются в схемах PFC и IGBT силовых модулях . [63] Такие конференции, как Международная конференция по интегрированным системам силовой электроники (CIPS), регулярно сообщают о технологическом прогрессе силовых устройств SiC.Основными задачами на пути полного раскрытия возможностей силовых устройств на основе карбида кремния являются:

  • Привод затвора: устройствам SiC часто требуются уровни напряжения управления затвором, которые отличаются от их кремниевых аналогов и могут быть даже несимметричными, например, +20 В и -5 В. [64]
  • SiC Упаковка: чипы могут иметь более высокую плотность мощности, чем кремниевые силовые устройства, и способны выдерживать более высокие температуры, превышающие предел кремния в 150 °C. Новые технологии крепления кристаллов, такие как спекание, необходимы для эффективного отвода тепла от устройств и обеспечения надежного соединения. [65]

Начиная с Tesla Model 3 в , инверторы приводном блоке используют 24 пары микросхем MOSFET из карбида кремния (SiC) , рассчитанных на напряжение 650 В каждая. Карбид кремния в данном случае дал Tesla значительное преимущество перед чипами из кремния по размеру и весу. Ряд производителей автомобилей планируют включать карбид кремния в силовую электронику в свою продукцию. Прогнозируется значительный рост производства карбида кремния, начиная с крупного завода, открытого в 2022 году компанией Wolfspeed в северной части штата Нью-Йорк. [66] [67]

Ультрафиолетовый светодиод (на основе InGaN )

светодиоды

[ редактировать ]

Явление электролюминесценции было открыто в 1907 году с использованием карбида кремния, а первые коммерческие светодиоды были основаны на SiC. Желтые светодиоды из 3C-SiC производились в Советском Союзе в 1970-х годах. [68] и синие светодиоды (6H-SiC) во всем мире в 1980-х годах. [69]

Производство карбидных светодиодов вскоре прекратилось, когда другой материал, нитрид галлия , показал в 10–100 раз более яркое излучение. Эта разница в эффективности обусловлена ​​неблагоприятной непрямой запрещенной зоной SiC, тогда как GaN имеет прямую запрещенную зону , которая способствует излучению света. Тем не менее, SiC по-прежнему остается одним из важных компонентов светодиодов: это популярная подложка для выращивания GaN-устройств, а также он служит распределителем тепла в мощных светодиодах. [69]

Астрономия

[ редактировать ]

Низкий коэффициент теплового расширения, [38] Высокая твердость, жесткость и теплопроводность делают карбид кремния желательным зеркальным материалом для астрономических телескопов. Технология выращивания ( химическое осаждение из паровой фазы ) была масштабирована для производства дисков поликристаллического карбида кремния диаметром до 3,5 м (11 футов), а несколько телескопов, таких как космический телескоп Гершель, уже оснащены оптикой SiC. [70] [71] Кроме того, Гайя подсистемы космического корабля космической обсерватории установлены на жестком каркасе из карбида кремния, который обеспечивает стабильную конструкцию, которая не будет расширяться или сжиматься из-за тепла.

Тонкопильная пирометрия

[ редактировать ]
Испытайте пламя и светящиеся волокна SiC. Пламя имеет высоту около 7 см (2,8 дюйма).
Основная статья: Тонкопиламентная пирометрия

Волокна карбида кремния используются для измерения температуры газа с помощью оптического метода, называемого пирометрией с тонкими нитями. Он предполагает помещение тонкой нити в поток горячего газа. Радиационное излучение нити накала можно коррелировать с температурой нити. Нити представляют собой волокна SiC диаметром 15 микрометров, что составляет примерно одну пятую диаметра человеческого волоса. Поскольку волокна настолько тонкие, они мало влияют на пламя, и их температура остается близкой к температуре местного газа. Могут быть измерены температуры около 800–2500 К. [72] [73]

Нагревательные элементы

[ редактировать ]

Упоминания о нагревательных элементах из карбида кремния существуют с начала 20-х годов. й века, когда они производились компаниями Acheson's Carborundum Co. в США и EKL в Берлине. Карбид кремния обеспечивает более высокие рабочие температуры по сравнению с металлическими нагревателями. Карбидокремниевые элементы сегодня используются при плавке стекла и цветных металлов, термообработке металлов , производстве флоат-стекла , производстве керамики и компонентов электроники, запальниках в контрольных лампах газовых обогревателей и т. д. [74]

Теплозащита

[ редактировать ]

Внешний термозащитный слой надувного теплового экрана LOFTID НАСА включает в себя плетеную керамику из карбида кремния с волокном такого малого диаметра, что его можно связать в пучок и сплести в пряжу. [75]

Ядерные применения

[ редактировать ]

Благодаря исключительной способности SiC поглощать нейтроны , он используется в качестве оболочки топлива в ядерных реакторах и в качестве материала для локализации ядерных отходов . [76] Он также используется при производстве детекторов радиации для мониторинга уровня радиации на ядерных объектах, мониторинга окружающей среды и медицинской визуализации . [77] Опять же, SiC-сенсоры и электроника для применения в ядерных реакторах разрабатываются потенциально для будущей марсианской ядерной энергетики и новых наземных микроатомных электростанций. [78]

Частицы ядерного топлива и оболочка

[ редактировать ]

Карбид кремния является важным материалом в топливных частицах с покрытием TRISO , типе ядерного топлива, используемого в высокотемпературных реакторах с газовым охлаждением, таких как реакторы с галечным слоем . Слой карбида кремния обеспечивает структурную поддержку покрытых частиц топлива и является основным диффузионным барьером на пути выхода продуктов деления. [79]

карбида кремния Композитный материал исследовался на предмет использования в качестве замены оболочки из циркалоя в легководных реакторах . Одной из причин этого исследования является то, что циркалой подвергается водородному охрупчиванию вследствие реакции коррозии с водой. Это приводит к снижению вязкости разрушения с увеличением объемной доли радиальных гидридов. Это явление резко усиливается с повышением температуры в ущерб материалу. [80] Плакировка из карбида кремния не подвергается такому механическому разрушению, а сохраняет прочностные свойства при повышении температуры. Композит состоит из волокон SiC, обернутых вокруг внутреннего слоя SiC и окруженных внешним слоем SiC. [81] Сообщалось о проблемах с возможностью соединения частей композита SiC. [82]

Ювелирные изделия

[ редактировать ]
с муассанитом Обручальное кольцо

В качестве драгоценного камня, используемого в ювелирных изделиях , карбид кремния называют «синтетическим муассанитом» или просто «муассанитом» по названию минерала. Муассанит похож на алмаз в нескольких важных отношениях: он прозрачен и тверд (9–9,5 по шкале Мооса по сравнению с 10 для алмаза), с показателем преломления от 2,65 до 2,69 (по сравнению с 2,42 для алмаза). Муассанит несколько тверже обычного кубического циркония . В отличие от алмаза, муассанит может иметь сильное двойное лучепреломление . По этой причине муассаниты огранены вдоль оптической оси кристалла, чтобы минимизировать эффект двойного лучепреломления. Он легче (плотность 3,21 г/см). 3 против 3,53 г/см 3 ), и гораздо более устойчив к нагреву, чем алмаз. В результате камень становится более блестящим , с более острыми гранями и хорошей устойчивостью. Отдельные камни муассанита можно помещать непосредственно в формы для восковых колец для литья по выплавляемым моделям, как и алмаз, [83] поскольку муассанит остается неповрежденным при температуре до 1800 ° C (3270 ° F). Муассанит стал популярным в качестве заменителя алмаза, и его можно ошибочно принять за алмаз, поскольку его теплопроводность ближе к алмазу, чем к любому другому заменителю. Многие устройства для термического тестирования алмазов не могут отличить муассанит от алмаза, но этот драгоценный камень отличается двойным лучепреломлением и очень слабой зеленой или желтой флуоресценцией в ультрафиолетовом свете. Некоторые камни муассанита также имеют изогнутые, похожие на струны включения, которых никогда не бывает у алмазов. [84]

Производство стали

[ редактировать ]
Кусок карбида кремния, используемый при производстве стали

Карбид кремния, растворенный в кислородной печи, используемой для производства стали , действует как топливо . Высвобождаемая дополнительная энергия позволяет печи перерабатывать больше лома при той же загрузке чугуна. Его также можно использовать для повышения температуры крана и регулирования содержания углерода и кремния. Карбид кремния дешевле, чем комбинация ферросилиция и углерода, производит более чистую сталь и снижает выбросы из-за низкого уровня микроэлементов , имеет низкое содержание газа и не снижает температуру стали. [85]

Поддержка катализатора

[ редактировать ]

Естественная устойчивость карбида кремния к окислению, а также открытие новых способов синтеза кубической формы β-SiC с большей площадью поверхности привели к значительному интересу к его использованию в качестве гетерогенного носителя катализатора . Эта форма уже использовалась в качестве носителя катализатора при окислении углеводородов , таких как н- бутан , до малеинового ангидрида . [86] [87]

Карборундовая гравюра

[ редактировать ]

Карбид кремния используется в гравюре из карборунда - коллаграфа технике гравюры . Карборундовая крошка в виде пасты наносится на поверхность алюминиевой пластины. Когда паста высыхает, чернила наносятся и задерживаются на ее зернистой поверхности, а затем вытираются с оголенных участков пластины. Затем красочная пластина печатается на бумаге в прессе с роликовой платформой, используемом для глубокой печати . В результате получается отпечаток нарисованных знаков, тисненых на бумаге.

Карборундовая крупа также используется в каменной литографии. Его однородный размер частиц позволяет использовать его для «зернистости» камня, удаляющей предыдущее изображение. В процессе, аналогичном шлифованию, на камень наносится карборунд с более крупной зернистостью и обрабатывается левигатором , обычно круглой пластиной-эксцентриком на перпендикулярном валу, затем постепенно наносится все более мелкая и мелкая зернистость, пока камень не станет чистым. Это создает поверхность, чувствительную к жиру. [88]

Производство графена

[ редактировать ]

Карбид кремния может быть использован в производстве графена из-за его химических свойств, которые способствуют образованию графена на поверхности наноструктур SiC.

При производстве кремний используется в первую очередь в качестве подложки для выращивания графена. Но на самом деле существует несколько методов, которые можно использовать для выращивания графена на карбиде кремния. Метод выращивания с контролируемой сублимацией (CCS) заключается в том, что чип SiC нагревается в вакууме с графитом. Затем вакуум сбрасывают очень постепенно, чтобы контролировать рост графена. Этот метод позволяет получить графеновые слои высочайшего качества. Но сообщалось, что другие методы также дают тот же продукт.

Другой способ выращивания графена — термическое разложение SiC при высокой температуре в вакууме. [89] Но оказывается, что этот метод дает слои графена, которые содержат более мелкие зерна внутри слоев. [90] Итак, были предприняты усилия по улучшению качества и выхода графена. Одним из таких методов является выполнение ex situ графитизации SiC с концевыми кремниевыми группами в атмосфере, состоящей из аргона. Доказано, что этот метод позволяет получить слои графена с большими размерами доменов, чем слой, который можно было бы получить с помощью других методов. Этот новый метод может оказаться очень эффективным для производства графена более высокого качества для множества технологических применений.

Когда дело доходит до понимания того, как и когда использовать эти методы производства графена, большинство из них в основном производят или выращивают этот графен на SiC в среде, способствующей росту. Чаще всего он используется при довольно высоких температурах (например, 1300 ° C) из-за термических свойств SiC. [91] Тем не менее, были выполнены и изучены определенные процедуры, которые потенциально могут привести к созданию методов, использующих более низкие температуры для производства графена. В частности, было замечено, что этот другой подход к выращиванию графена позволяет производить графен при температуре около 750 ° C. Этот метод предполагает сочетание определенных методов, таких как химическое осаждение из паровой фазы (CVD) и сегрегация поверхности. Что касается подложки, процедура будет заключаться в покрытии подложки SiC тонкими пленками переходного металла. А после быстрой термообработки этого вещества атомы углерода станут более распространенными на поверхности раздела пленки переходного металла, что приведет к образованию графена. Было обнаружено, что этот процесс приводит к образованию слоев графена, которые являются более непрерывными по всей поверхности подложки. [92]

Квантовая физика

[ редактировать ]

Карбид кремния может содержать точечные дефекты кристаллической решетки, известные как центры окраски . Эти дефекты могут производить одиночные фотоны по требованию и, таким образом, служить платформой для источника одиночных фотонов . [93] Такое устройство является фундаментальным ресурсом для многих новых приложений квантовой информатики. Если накачать центр окраски с помощью внешнего оптического источника или электрического тока, центр окраски перейдет в возбужденное состояние, а затем релаксирует с испусканием одного фотона. [94] [95]

Одним из хорошо известных точечных дефектов в карбиде кремния является дивакансия, имеющая аналогичную электронную структуру с азотно-вакансионным центром в алмазе. В 4H-SiC дивакансия имеет четыре различные конфигурации, соответствующие четырем бесфононным линиям (БФЛ). Эти значения ZPL записаны с использованием обозначений V Si -V C и единиц эВ: hh(1,095), kk(1,096), kh(1,119) и hk(1,150). [96]

Направляющие для удочек

[ редактировать ]

Карбид кремния используется при производстве рыболовных колец из-за его прочности и износостойкости. [97] Кольца из карбида кремния устанавливаются в направляющую раму, обычно изготовленную из нержавеющей стали или титана, что предотвращает соприкосновение лески с заготовкой удилища. Кольца имеют поверхность с низким коэффициентом трения, что улучшает дальность заброса, обеспечивая при этом достаточную твердость, предотвращающую истирание плетеной лески. [98]

Керамические глазури

[ редактировать ]

Карбид кремния используется в качестве сырья для некоторых глазурей, наносимых на керамику. При высоких температурах он может восстанавливать оксиды металлов, образуя кремнезем и диоксид углерода. Это можно использовать для вспенивания глазури и образования кратеров из-за выделяющегося углекислого газа или для уменьшения количества оксидов красителей и достижения таких цветов, как медно-красный, в противном случае это возможно только при восстановительном обжиге с использованием топлива в электрической печи. [99]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с д Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0555» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  2. ^ Jump up to: а б Хейнс, Уильям М., изд. (2011). Справочник CRC по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . п. 4.88. ISBN  1-4398-5511-0 .
  3. ^ Пубхим. «Карбид кремния» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 27 ноября 2018 г.
  4. ^ Хейнс, Уильям М., изд. (2011). Справочник CRC по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . п. 4.135. ISBN  1-4398-5511-0 .
  5. ^ Jump up to: а б с «Свойства карбида кремния (SiC)» . Институт Иоффе . Проверено 6 июня 2009 г.
  6. ^ «Инвентаризация C&L» . echa.europa.eu . Проверено 12 декабря 2021 г.
  7. ^ Муассан, Анри (1904). «Новые исследования метеорита Каньон-Диабло» . Отчеты . 139 :773–86.
  8. ^ Ди Пьерро С.; Гнос Э.; Гробети Б.Х.; Армбрустер Т.; Бернаскони С.М. и Улмер П. (2003). «Породообразующий муассанит (природный α-карбид кремния)». Американский минералог . 88 (11–12): 1817–21. Бибкод : 2003AmMin..88.1817D . дои : 10.2138/am-2003-11-1223 . S2CID   128600868 .
  9. ^ Келли, Джим. «Астрофизическая природа карбида кремния» . Университетский колледж Лондона . Архивировано из оригинала 4 мая 2017 года . Проверено 6 июня 2009 г.
  10. ^ Веймер, AW (1997). Синтез и обработка карбидных, нитридных и боридных материалов . Спрингер. п. 115. ИСБН  978-0-412-54060-8 .
  11. ^ Британская энциклопедия, eb.com
  12. ^ Ачесон, Г. (1893) Патент США 492767 «Производство искусственного кристаллического углеродистого материала»
  13. ^ «Производство карборунда – новая отрасль промышленности» . Научный американец . 7 апреля 1894 года. Архивировано из оригинала 23 января 2009 года . Проверено 6 июня 2009 г.
  14. ^ Мабери, Чарльз Ф. (1900). «Заметки о карборунде» . Журнал Американского химического общества . XXII (Часть II): 706–707. дои : 10.1021/ja02048a014 . Проверено 28 октября 2007 г.
  15. ^ Данвуди, Генри ХК (1906) Патент США 837 616 Беспроводная телеграфная система (детектор из карбида кремния)
  16. ^ Харт, Джеффри А.; Стефани Энн Ленуэй; Томас Мурта. «История электролюминесцентных дисплеев» . Архивировано из оригинала 30 апреля 2012 г. Проверено 21 июня 2005 г.
  17. ^ Власов А.С.; и др. (1991). «Получение карбида кремния из рисовой шелухи». Огнеупоры и промышленная керамика . 32 (9–10): 521–523. дои : 10.1007/bf01287542 . S2CID   135784055 .
  18. ^ Чжун, Ю.; Шоу, Леон Л.; Манджарес, Мисаэль и Завра, Махмуд Ф. (2010). «Синтез нанопорошка карбида кремния с использованием дыма кремнезема». Журнал Американского керамического общества . 93 (10): 3159–3167. дои : 10.1111/j.1551-2916.2010.03867.x .
  19. ^ Jump up to: а б с Харрис, Гэри Линн (1995). Свойства карбида кремния . ИЭПП. п. 19; 170–180. ISBN  978-0-85296-870-3 .
  20. ^ Лели, Ян Энтони (1955). «Получение монокристаллов карбида кремния и контроль типа и количества введенных примесей». Отчеты Немецкого керамического общества . 32 :229-236.
  21. ^ Вафли Lely SiC . Nitride-crystals.com. Проверено 4 мая 2013 г.
  22. ^ Отани, Н.; и др. (2001). Технический отчет Nippon Steel №. 84: Большие высококачественные подложки из карбида кремния (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 17 декабря 2010 г.
  23. ^ Байраппа, К.; Охачи, Т. (2003). Технология выращивания кристаллов . Спрингер. стр. 180–200. ISBN  978-3-540-00367-0 .
  24. ^ Бакин, Андрей С. (2006). «Гомоэпитаксии SiC и гетероэпитаксии». У М. Шура; С. Румянцев; М. Левинштейн (ред.). SiC материалы и устройства . Том. 1. Мировая научная. стр. 43–76. ISBN  978-981-256-835-9 .
  25. ^ AM керамики из прекерамических полимеров, опубликованный в журнале «Аддитивное производство» , 2019, том. 27 стр. 80–90
  26. ^ Европа производит керамику. Архивировано 7 августа 2020 г. на Wayback Machine Preceramics.
  27. ^ Jump up to: а б Пак, Юн Су (1998). SiC материалы и устройства . Академическая пресса. стр. 20–60. ISBN  978-0-12-752160-2 .
  28. ^ Питчер, МВт; Джорей, С.Дж.; Бьянкони, Пенсильвания (2004). «Гладкие непрерывные пленки стехиометрического карбида кремния из поли(метилсилина)». Продвинутые материалы . 16 (8): 706–709. Бибкод : 2004AdM....16..706P . дои : 10.1002/adma.200306467 . S2CID   97161599 .
  29. ^ Банселл, Арканзас; Пиант, А. (2006). «Обзор разработки трех поколений карбидокремниевых волокон малого диаметра». Журнал материаловедения . 41 (3): 823–839. Бибкод : 2006JMatS..41..823B . дои : 10.1007/s10853-006-6566-z . S2CID   135586321 .
  30. ^ Лейн, Ричард М.; Бабоно, Флоренция (1993). «Путь прекерамического полимера к карбиду кремния». Химия материалов . 5 (3): 260–279. дои : 10.1021/cm00027a007 .
  31. ^ «Корпорация КАБРА｜ДИСКО» .
  32. ^ Чунг, Ребекка (2006). Карбидокремниевые микроэлектромеханические системы для суровых условий эксплуатации . Издательство Имперского колледжа. п. 3. ISBN  978-1-86094-624-0 .
  33. ^ Аддитивное производство керамики из прекерамических полимеров. Опубликовано в журнале «Аддитивное производство», 2019 г., том. 27 стр. 80-90
  34. ^ Моркоч, Х.; Страйт, С.; Гао, Великобритания; Лин, Мэн; Свердлов Б.; Бернс, М. (1994). «Технологии полупроводниковых устройств на основе SiC с большой запрещенной зоной, нитридов III-V и ZnSe II-VI». Журнал прикладной физики . 76 (3): 1363. Бибкод : 1994JAP....76.1363M . дои : 10.1063/1.358463 .
  35. ^ Jump up to: а б Муранака, Т.; Кикучи, Ёситаке; Ёсидзава, Таку; Сиракава, Наоки; Акимицу, июнь (2008). «Сверхпроводимость в карбиде кремния, легированном носителями» . наук. Технол. Адв. Мэтр . 9 (4): 044204. Бибкод : 2008STAdM...9d4204M . дои : 10.1088/1468-6996/9/4/044204 . ПМК   5099635 . ПМИД   27878021 .
  36. ^ Карбид кремния. Термические свойства . База данных Института полупроводников имени Иоффе.
  37. ^ Чжэн, Цие; Ли, Чуньхуа; Рай, Акаш; Лич, Джейкоб Х.; Бройдо, Дэвид А.; Кэхилл, Дэвид Г. (3 января 2019 г.). "Теплопроводность GaN, $^{71}\mathrm{GaN}$ и SiC от 150 К до 850 К" . Материалы физического обзора . 3 (1): 014601. doi : 10.1103/PhysRevMaterials.3.014601 . S2CID   139945430 .
  38. ^ Jump up to: а б с Ноймайер, Джей-Джей; Швыдько Ю.В.; Хаскель, Дэниел (2024). «Термическое расширение 4H и 6H SiC от 5 К до 340 К». Журнал физики и химии твердого тела . 187 (1): 11860. Бибкод : 2024JPCS..18711860N . дои : 10.1016/j.jpcs.2023.111860 . S2CID   267488637 .
  39. ^ «Броня Адепта — Карбид Кремния» . АДЕПТ . 6 декабря 2022 г. Проверено 21 марта 2023 г.
  40. ^ Jump up to: а б Бхатнагар, М.; Балига, Би Джей (март 1993 г.). «Сравнение 6H-SiC, 3C-SiC и Si для силовых устройств». Транзакции IEEE на электронных устройствах . 40 (3): 645–655. Бибкод : 1993ITED...40..645B . дои : 10.1109/16.199372 .
  41. ^ Кринер, М.; Муранака, Такахиро; Като, Джунья; Рен, Чжи-Ань; Акимицу, Джун; Маэно, Ёситеру (2008). «Сверхпроводимость в сильно легированном бором карбиде кремния» . Наука и технология перспективных материалов . 9 (4): 044205. arXiv : 0810.0056 . Бибкод : 2008STAdM...9d4205K . дои : 10.1088/1468-6996/9/4/044205 . ПМК   5099636 . ПМИД   27878022 .
  42. ^ Янасэ Ю. и Ёрозу Н. (2008). «Сверхпроводимость в компенсированных и некомпенсированных полупроводниках» . Наука и технология перспективных материалов . 9 (4): 044201. Бибкод : 2008STAdM...9d4201Y . дои : 10.1088/1468-6996/9/4/044201 . ПМК   5099632 . ПМИД   27878018 .
  43. ^ Фустер, Марко А. (1997). «Лента для захвата скейтборда», патент США 5 622 759 .
  44. ^ Тигс, Терри (2005). «Глава 13: Глинозем, армированный усами». В Бансале, Нароттам П. (ред.). Справочник по керамическим композитам . Бостон: Академическое издательство Kluwer. п. 319 . ISBN  978-1-4020-8133-0 . OCLC   58542120 .
  45. ^ «Производство карбида кремния» . Siliconcarbide.net .
  46. ^ «Керамика для газотурбинных двигателей» . unipass.com . Архивировано из оригинала 6 апреля 2009 г. Проверено 6 июня 2009 г.
  47. ^ «Драконья кожа – самый защитный доспех – легкий» . Будущая огневая мощь. Архивировано из оригинала 17 февраля 2012 г. Проверено 6 июня 2009 г.
  48. ^ Ханаор, Дориан А.Х.; Сюй, Ваньцян; Ферри, Майкл; Соррелл, Чарльз К. (2012). «Аномальный рост зерен рутила TiO2, вызванный ZrSiO4». Журнал роста кристаллов . 359 : 83–91. arXiv : 1303.2761 . Бибкод : 2012JCrGr.359...83H . дои : 10.1016/j.jcrysgro.2012.08.015 . S2CID   94096447 .
  49. ^ «Карбид кремния» . Ежедневник керамического искусства. Архивировано из оригинала 26 января 2012 г. Проверено 9 февраля 2012 г.
  50. ^ «Исследователи Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе создают исключительно прочный и легкий новый металл» . Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе .
  51. ^ «10 лучших быстрых автомобилей» . topmost10.com . Архивировано из оригинала 26 марта 2009 г. Проверено 6 июня 2009 г.
  52. ^ О'Салливан, Д.; Помрой, MJ; Хэмпшир, С.; Мурта, MJ (2004). «Устойчивость сажевых фильтров дизельного топлива из карбида кремния к отложениям золы дизельного топлива». Дело МРС . 19 (10): 2913–2921. Бибкод : 2004JMatR..19.2913O . дои : 10.1557/JMR.2004.0373 . S2CID   136537033 .
  53. ^ «Смазка SiC» . Черма .
  54. ^ Штудт, П. (1987). «Влияние присадок смазочного масла на трение керамики в условиях граничной смазки». Носить . 115 (1–2): 185–191. дои : 10.1016/0043-1648(87)90208-0 .
  55. ^ Фридрихс, Питер; Кимото, Цунэнобу; Ло, Лотар; Пенсл, Герхард (2011). Карбид кремния: Том 1: Рост, дефекты и новые применения . Джон Уайли и сыновья. стр. 100-1 49–. ISBN  978-3-527-62906-0 .
  56. ^ Браун, Джон (1999). Справочник Foseco для литейщика цветных металлов . Баттерворт-Хайнеманн. стр. 52–. ISBN  978-0-08-053187-8 .
  57. ^ Уитакер, Джерри К. (2005). Справочник по электронике . ЦРК Пресс. п. 1108. ИСБН  978-0-8493-1889-4 .
  58. ^ Бэйлисс, Колин Р. (1999). Электротехника передачи и распределения . Ньюнес. п. 250. ИСБН  978-0-7506-4059-6 .
  59. ^ Чен, Х.; Раготамачар, Баладжи; Веттер, Уильям; Дадли, Майкл; Ван, Ю.; Скромм, Би Джей (2006). «Влияние различных типов дефектов на работу устройств, изготовленных на гомоэпитаксиальном слое 4H-SiC». Дело МРС . 911 : 169. дои : 10.1557/PROC-0911-B12-03 .
  60. ^ Мадар, Роланд (26 августа 2004 г.). «Материаловедение: карбид кремния в споре». Природа . 430 (7003): 974–975. Бибкод : 2004Natur.430..974M . дои : 10.1038/430974a . ПМИД   15329702 . S2CID   4328365 .
  61. ^ Чен, З.; Ахий, AC; Чжу, X.; Ли, М.; Айзекс-Смит, Т.; Уильямс, младший; Фельдман, Л.К. (2010). «Характеристики МОП C-Face 4H-SiC». Журнал электронных материалов . 39 (5): 526–529. Бибкод : 2010JEMat..39..526C . дои : 10.1007/s11664-010-1096-5 . S2CID   95074081 .
  62. ^ «С напряжением 1200 В и сопротивлением 45 миллиом компания SemiSouth представляет силовой SiC-транзистор с самым низким сопротивлением в отрасли для эффективного управления питанием» . Рейтер (пресс-релиз). 5 мая 2011 г. Архивировано из оригинала 15 марта 2016 г.
  63. ^ «Cree выпускает первый в отрасли коммерческий силовой МОП-транзистор из карбида кремния, призванный заменить кремниевые устройства в силовой электронике высокого напряжения (≥ 1200 В)» (пресс-релиз). Кри. 17 января 2011 года. Архивировано из оригинала 26 ноября 2016 года . Проверено 11 сентября 2015 г.
  64. ^ Мейсер, Майкл (2013). Резонансное поведение генераторов импульсов для эффективного управления источниками оптического излучения на основе диэлектрических барьерных разрядов . КИТ Научное издательство. п. 94. ИСБН  978-3-7315-0083-4 .
  65. ^ Хорио, Масафуми; Иидзука, Юджи; Икеда, Ёсинари (2012). «Технологии упаковки для силовых модулей SiC» (PDF) . Обзор Fuji Electric . 58 (2): 75–78.
  66. ^ Барбарини, Елена (25 июня 2018 г.). Модуль STMicroelectronics SiC в инверторе Tesla Model3 (PDF) (отчет). СистемПлюс Консалтинг. Архивировано (PDF) из оригинала 27 декабря 2020 г. Проверено 20 сентября 2018 г. полный силовой модуль SiC в модели 3. ... STMicroelectronics ... инвертор Тесла ... 24 силовых модуля «1 в 1» ... модуль содержит два SiC MOSFET
  67. ^ Амос Зееберг (16 мая 2022 г.). «Что ждет кремний в будущем?: Познакомьтесь с новыми материалами, подавляющими электрическую экономику» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 17 мая 2022 г.
  68. ^ Клипштейн, Дон. «Жёлтый SiC-светодиод» . Проверено 6 июня 2009 г.
  69. ^ Jump up to: а б Стрингфеллоу, Джеральд Б. (1997). Светодиоды высокой яркости . Академическая пресса. стр. 48, 57, 425. ISBN.  978-0-12-752156-5 .
  70. ^ «Самое большое зеркало телескопа, когда-либо отправленное в космос» . Европейское космическое агентство. 23 февраля 2004 г. Проверено 6 июня 2009 г.
  71. ^ Петровский, Гурий Тимофеевич; Толстой, Михаил Н.; Любарский Сергей Владимирович; Химич Юрий П.; Робб, Пол Н. (июнь 1994 г.). Степп, Ларри М. (ред.). «Главное зеркало из карбида кремния диаметром 2,7 метра для телескопа SOFIA». Учеб. ШПИОН . Оптические телескопы передовых технологий V. 2199 : 263. Бибкод : 1994SPIE.2199..263P . дои : 10.1117/12.176195 . S2CID   120854083 .
  72. ^ «Тонкопильная пирометрия, разработанная для измерения температуры в пламени» . НАСА. Архивировано из оригинала 15 марта 2012 г. Проверено 6 июня 2009 г.
  73. ^ Маун, Джинеш Д.; Сандерленд, ПБ; Урбан, Д.Л. (2007). «Тонкопильная пирометрия с цифровым фотоаппаратом» (PDF) . Прикладная оптика . 46 (4): 483–8. Бибкод : 2007ApOpt..46..483M . дои : 10.1364/AO.46.000483 . hdl : 1903/3602 . ПМИД   17230239 .
  74. ^ Дешмух, Ешвант В. (2005). Промышленное отопление: принципы, методы, материалы, применение и конструкция . ЦРК Пресс. стр. 383–393. ISBN  978-0-8493-3405-4 .
  75. ^ «Надувной тепловой экран НАСА находит силу в гибкости» . НАСА. Архивировано из оригинала 11 ноября 2022 г. Проверено 10 ноября 2022 г.
  76. ^ «Карбид кремния (SiC)» . Точная керамика . Проверено 10 июня 2024 г.
  77. ^ Наполи, Марцио (2022). «Детекторы SiC: обзор использования карбида кремния в качестве материала для обнаружения радиации» . Границы в физике . 10 . Бибкод : 2022FrP....10.8833D . дои : 10.3389/fphy.2022.898833 .
  78. ^ «Датчики из карбида кремния и электронные технологии для экстремальных условий: возможности для применения в ядерной энергетике» . НАСА . 30 ноября 2022 г. Проверено 10 июня 2024 г.
  79. ^ Лопес-Онорато, Э.; Тан, Дж.; Медоуз, П.Дж.; Марш, Г.; Сяо, П. (2009). «Топливные частицы с покрытием TRISO с улучшенными свойствами SiC». Журнал ядерных материалов . 392 (2): 219–224. Бибкод : 2009JNuM..392..219L . дои : 10.1016/j.jnucmat.2009.03.013 .
  80. ^ Бертолино, Мейер, Г. (2002). «Ухудшение механических свойств Циркалой-4 из-за водородного охрупчивания». Журнал сплавов и соединений . 330–332: 408–413. дои : 10.1016/S0925-8388(01)01576-6 .
  81. ^ Карпентер, Дэвид; Ан, К.; Као, СП; Хейзлар, Павел; Казими, Муджид С. «Оценка оболочки из карбида кремния для высокоэффективных легководных реакторов» . Программа ядерного топливного цикла, том MIT-NFC-TR-098 (2007 г.) . Архивировано из оригинала 25 апреля 2012 г. Проверено 13 октября 2011 г.
  82. ^ Эймс, Нейт (17 июня 2010 г.). «Карбидно-кремниевая топливная оболочка» . Консорциум ядерного производства, Nuclearfabrication.org . Архивировано из оригинала 25 апреля 2012 года . Проверено 13 октября 2011 г.
  83. ^ Тиг, Тайлер. Литье металла непосредственно на камни. Архивировано 10 сентября 2016 г. в Wayback Machine , Jett Industries.
  84. ^ О'Донохью, М. (2006). Драгоценные камни . Эльзевир. п. 89. ИСБН  978-0-7506-5856-0 .
  85. ^ «Карбид кремния (металлургическая промышленность)» . Архивировано из оригинала 4 февраля 2012 г. Проверено 6 июня 2009 г.
  86. ^ Рэйз, Ховард Ф. (2000). Справочник коммерческих катализаторов: гетерогенные катализаторы . ЦРК Пресс. п. 258. ИСБН  978-0-8493-9417-1 .
  87. ^ Сингх, СК; Парида, КМ; Моханти, Британская Колумбия; Рао, С.Б. (1995). «Карбид кремния с большой площадью поверхности из рисовой шелухи: носитель для катализаторов». Письма о кинетике реакций и катализе . 54 (1): 29–34. дои : 10.1007/BF02071177 . S2CID   95550450 .
  88. ^ «Эстамп» . Галерея Bircham, birchamgallery.co.uk . Проверено 31 июля 2009 г.
  89. ^ Жуан, Мин; Ху, Йике; Го, Зелей; Донг, Руи; Палмер, Джеймс; Хэнкинсон, Джон; Бергер, Клэр; Хир, Уолт А. де (декабрь 2012 г.). «Эпитаксиальный графен на карбиде кремния: введение в структурированный графен» (PDF) . Вестник МРС . 37 (12): 1138–1147. Бибкод : 2012MRSBu..37.1138R . дои : 10.1557/mrs.2012.231 . ISSN   0883-7694 . S2CID   40188237 .
  90. ^ Емцев Константин Владимирович; Боствик, Аарон; Хорн, Карстен; Йобст, Йоханнес; Келлог, Гэри Л.; Лей, Лотар; Макчесни, Джессика Л.; Охта, Тайсуке; Решанов, Сергей А. (08 февраля 2009 г.). «К слоям графена размером с пластину путем графитизации карбида кремния при атмосферном давлении». Природные материалы . 8 (3): 203–207. Бибкод : 2009NatMa...8..203E . дои : 10.1038/nmat2382 . hdl : 11858/00-001M-0000-0010-FA05-E . ISSN   1476-1122 . ПМИД   19202545 .
  91. ^ де Хир, Уолт А.; Бергер, Клэр; Ву, Сяосун; Во-первых, Филипп Н.; Конрад, Эдвард Х.; Ли, Сюэбин; Ли, Тяньбо; Посыпь, Майкл; Хасс, Джоанна (июль 2007 г.). «Эпитаксиальный графен». Твердотельные коммуникации . 143 (1–2): 92–100. arXiv : 0704.0285 . Бибкод : 2007SSCom.143...92D . дои : 10.1016/j.ssc.2007.04.023 . ISSN   0038-1098 . S2CID   44542277 .
  92. ^ Хуанг, Чжэнь-Ю; Ву, Чи-Ю; Ло, Цзянь-Вэй; Чен, Вэй-Ю; Хуан, Чи-Фан; Хван, Дженн-Чанг; Чен, Фу-Ронг; Леу, Ке-Чян; Цай, Чуен-Хорнг (1 июля 2009 г.). «Синтез графена на подложках из карбида кремния при низкой температуре». Карбон . 47 (8): 2026–2031. Бибкод : 2009Carbo..47.2026J . doi : 10.1016/j.carbon.2009.03.051 . ISSN   0008-6223 .
  93. ^ Кастеллетто, Стефания; Джонсон, Бретт; Ив{\'а}ди, Виктор; Ставриас, Николай; Умеда, Т; Гали, Адам; Осима, Такеши (2014). «Источник одиночных фотонов из карбида кремния при комнатной температуре» . Природные материалы . 13 (2): 151–156. Бибкод : 2014NatMa..13..151C . дои : 10.1038/nmat3806 . ПМИД   24240243 . S2CID   37160386 .
  94. ^ Лорманн, А.; Ивамото, Н.; Бодрог, З.; Касталлетто, С.; Осима, Т.; Карл, Ти Джей; Гали, А.; Правер, С.; МакКаллум, Джей Си; Джонсон, Британская Колумбия (2015). «Однофотонный диод из карбида кремния». Природные коммуникации . 6 : 7783. arXiv : 1503.07566 . Бибкод : 2015NatCo...6.7783L . дои : 10.1038/ncomms8783 . ПМИД   26205309 . S2CID   205338373 .
  95. ^ Храмцов И.А.; Вишневый, А.А.; Федянин, Д.Ю. (2018). «Повышение яркости однофотонных источников с электрическим приводом с использованием центров окраски в карбиде кремния» . npj Квантовая информация . 4 : 15. Бибкод : 2018npjQI...4...15K . дои : 10.1038/s41534-018-0066-2 .
  96. ^ Дэвидссон, Дж.; Ивади, В.; Армьенто, Р.; Сон, Северная Каролина; Гали, А.; Абрикосов И.А. (2018). «Первые принципы предсказания магнитооптических данных для идентификации точечных дефектов полупроводников: случай дивакансионных дефектов в 4H – SiC». Новый журнал физики . 20 (2): 023035. arXiv : 1708.04508 . Бибкод : 2018NJPh...20b3035D . дои : 10.1088/1367-2630/aaa752 . S2CID   4867492 .
  97. ^ «Лучший спиннинг» . Проверено 27 июня 2020 г.
  98. ^ К. Бойд Пфайффер (15 января 2013 г.). Полная книга по изготовлению удилищ и снастей . Роуман и Литтлфилд. ISBN  978-0-7627-9502-4 .
  99. ^ Хансен, Тони. «Карбид кремния» . Цифровой огонь . Проверено 30 апреля 2023 г.
[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы по теме карбида кремния .
В Wikisource есть текст 1911 года » из Британской энциклопедии статьи « Карборунд .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Silicon_carbide&oldid=1237722116"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 1cfe72b244795fd046a09726c53a9422__1722391080
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/1c/22/1cfe72b244795fd046a09726c53a9422.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Silicon carbide - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)