Silisyum karbürGenellikle korindon olarak bilinen renksiz bir kristaldir. Endüstriyel olarak kuvars kumu ve aşırı kokunun 2000-2500 0C yüksek sıcaklıkta reaksiyonuyla üretilir. Elmasa benzer bir yapıya ve elmasa yakın bir sertliğe sahiptir. Yaygın olarak kullanılan endüstriyel bir aşındırıcıdır. Bazı safsızlık elementleri eklenirse, aynı zamanda elektrikli ısıtma elemanları için yüksek sıcaklıkta yarı iletken olarak kullanılabilen bir yarı iletken haline gelecektir. İyi termal ve kimyasal stabiliteye, yüksek mekanik mukavemete ve düşük termal genleşme katsayısına sahiptir ve ayrıca yüksek sıcaklıkta yapısal seramik malzemelerde yaygın olarak kullanılır. İyi mekanik özelliklere sahip silisyum karbür seramik fiberler, silan içeren organik grupların yüksek sıcaklıkta pirolizi ile elde edilebilir.
Silisyum nitrür yeni bir seramik malzeme türüdür. Kirli beyaz bir katıdır. Silisyum karbür gibi yüksek termal ve kimyasal stabiliteye sahiptir. Sürtünme katsayısı yalnızca 0,1-0,2'dir ve bu, yağla yağlanmış bir metal yüzeye eşdeğerdir. Sertliği elmas ve kübik bor nitrürden sonra ikinci sıradadır. En geniş uygulama alanı aynı zamanda yüksek sıcaklığa dayanıklı yapısal seramik malzemesidir. Ticari adı sialon olan yeni bir seramik türü yapmak için silisyum nitrüre az miktarda alüminyum oksit eklenir. Seron seramikleri gaz türbini kanatlarında, makine gövdelerinde, motor parçalarında, roket kuyruk nozullarında, yataklarda ve kesici takımlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
İçindekiler
Yaygın olarak korindon olarak bilinen silisyum karbür, genellikle silika ve kok karıştırılarak ve daha sonra elektrikle reaksiyona sokularak yapılır. Silisyum karbür SiC'den oluşur ve yabancı maddelerden dolayı yeşil, siyah ve sarı renkte görünür. Endüstride rengine göre iki kategoriye ayrılır: yeşil silisyum karbür ve siyah silisyum karbür ve bunların SiC içeriği sırasıyla ≥%99 ve %98,5'tir. Silisyum karbür, güçlü atomlar arası bağa, yüksek erime noktasına, yüksek sertliğe, yüksek mukavemete ve düşük genleşmeye, yüksek termal iletkenliğe, yüksek elektrik iletkenliğine ve güçlü kimyasal stabiliteye sahip bir kovalent bağ bileşiğidir. Bu nedenle iyi bir refrakter hammaddesidir. Ancak oksitleyici bir atmosferde silisyum karbür kolaylıkla oksitlenir ve oksidasyon ancak SiO2 koruyucu filmi oluştuğunda yavaşlatılabilir.
Silisyum nitrürün moleküler formülü Si3N4'tür ve iki tip kristal formu vardır: α-tipi ve β-tipi, her ikisi de altıgen kristal sistemlerdir. Silisyum nitrür gri renkte olup %98,5 Si3N4 içeriğine ve %1,5 serbest silisyuma sahiptir. Erime noktası 1900°C (süblimasyon ayrışması), yüksek mukavemet, düşük termal genleşme, tokluk ve güçlü korozyon direncidir. Silikon nitrür, silikon tozunun nitrojenle nitrürlenmesi ve daha sonra sinterlenmesiyle yapılır. Esas olarak gelişmiş refrakter malzemelerde kullanılır.
Hem silisyum karbür hem de silisyum nitrür, yüksek sertliğe, yüksek aşınma direncine, yüksek termal iletkenliğe ve yüksek elastik modüle sahip üçüncü nesil bileşik yarı iletkenler olmasına rağmen, aralarında bazı önemli farklar vardır:
Farklı kimyasal stabilite ve kimyasal korozyon direnci
Silisyum karbür, güçlü kimyasal korozyon direncine sahiptir ve çoğu asit ve alkalide çalışabilir, ancak yüksek sıcaklık direnci zayıftır; silisyum nitrür güçlü asitlerde ve alkalilerde çok kararlıdır, ancak düşük sertliğe ve zayıf aşınma direncine sahiptir.
Farklı uygulama senaryoları
Silisyum karbür genellikle matkaplar ve kalıplar gibi aletlerin ve yüksek sıcaklık fırınları için refrakter malzemelerin yapımında kullanılır; silikon nitrür, uçak motorları ve gaz türbinleri için parça yapımında kullanılır.
Farklı fiziksel özellikler
Silisyum karbür, özellikle yüksek sıcaklıktaki ortamlarda stabiliteyi koruyan daha yüksek bir yoğunluğa ve daha fazla sertliğe sahiptir; silikon nitrür daha düşük yoğunluğa ve daha düşük sertliğe sahiptir, ancak iyi aşınma direncine ve korozyon direncine sahiptir.
Farklı termal iletkenlik ve elektriksel iletkenlik
Silisyum karbür mükemmel ısı iletkenliğine ve iyi elektrik iletkenliğine sahiptir ve yarı iletken malzeme olarak kullanılabilir; silikon nitrür zayıf ısı iletkenliğine sahiptir, ancak yalıtım özelliklerine sahiptir ve esas olarak yalıtım ve elektronik paketlemede kullanılır.
Farklı renkler
Silisyum nitrür genellikle kirli beyaz bir tozdur, silisyum karbür ise siyah veya gri-siyahtır.
Bu farklılıklarsilisyum karbürve silikon nitrürün her birinin kendine özgü avantajları ve endüstriyel uygulamalarda uygulanabilir alanları vardır.
