Карбору́нд — торговое и техническое название синтетического материала состава SiC, по составу и свойствам соответствующего минералу муассанит. Син: карбид кремния. В чистом виде представляет собой бесцветные кристаллы с алмазным блеском, технический продукт — зелёный (98-99% SiC) и чёрный (98% SiC).

К чёрному карбиду кремния относятся марки 52С, 52С, 54С, 55С, к зелёному — 62С, 63С, 64С.

Тугоплавок (температура плавления 2830 °C), химически стоек, по твёрдости уступает лишь алмазу и нитриду бора. Используется как абразивный материал и для изготовления деталей химической и металлургической аппаратуры, работающей в условиях высоких температур. Представляет собой широкозонный полупроводник (Eg=2,2÷3,2 эВ, в зависимости от модификации), использование которого перспективно в силовой и СВЧ-электронике в связи с высокими рабочими температурами, электрической прочностью и хорошей теплопроводностью. Широкая запрещённая зона даёт возможность использовать карбид кремния в качестве материала для высокоэффективных светодиодов (см. глобар), охватывающих весь видимый диапазон спектра. Использование карбида кремния в качестве полупроводника в настоящее время только начинается в связи с трудностью получения его высококачественных монокристаллов.

Характеристика материала Карбид кремния: Плотность: 3,05 г/см³ Состав: 93 % карбида кремния Предел прочности на изгиб: 320...350 МПа Предел прочности на сжатие: 2300 МПа Модуль упругости: 380 ГПа Твёрдость: 87...92 HRC Трещиностойкость: в пределах 3.5 — 4.5 МПа·м1/2, Коэффициент теплопроводности при 100 °C: 140—200 Вт/(м·К) Коэфф. теплового расширения при 20-1000 °C: 3,5...4,0 К−1 Вязкость разрушения: 3,5 МПа·м1/2

Самосвязанный карбид кремния: Плотность: 3,1 г/см³ Состав: 99 % карбида кремния Предел прочности на изгиб: 350—450 МПа Предел прочности на сжатие: 2500 МПа Модуль упругости: 390—420 ГПа Твёрдость: 90...95 HRC Трещиностойкость: в пределах 4 — 5 МПа·м1/2, Коэффициент теплопроводности при 100 °C: 80 — 130 Вт/(м·К) Коэффициент теплового расширения при 20-1000 °C: 2,8...4 К−1 Вязкость разрушения: 5 МПа·м1/2

ВК6ОМ: Плотность: 14,8 г/см³ Состав: карбид вольфрама Предел прочности на изгиб: 1700...1900 МПа Предел прочности на сжатие: 3500 МПа Модуль упругости: 550 ГПа Твёрдость: 90 HRA Трещиностойкость: в пределах 8-25 МПа·м1/2, Коэффициент теплопроводности при 100 °C: 75...85 Вт/(м·К) Коэффициент теплового расширения при 20-1000 °C: 4,5 К−1 Вязкость разрушения: 10...15 МПа·м1/2

Силицированный графит СГ-Т: Плотность: 2,6 г/см³ Состав: 50 % карбида кремния Предел прочности на изгиб: 90...110 МПа Предел прочности на сжатие: 300...320 МПа Модуль упругости: 95 ГПа Твёрдость: 50...70 HRC Трещиностойкость: в пределах 2-3 МПа·м1/2, Коэффициент теплопроводности при 10 °C: 100...115 Вт/(м·К) Коэффициент теплового расширения при 20-1000 °C: 4,6 К−1 Вязкость разрушения: 3...4 МПа·м1/2

Область применения

Па́ры трения в узлах торцевого уплотнения насосных агрегатов используются для перекачки нефтепродуктов, сжиженного газа. Созданы и укомплектованы деталями (крыльчатка, вал, пары трения) из карбида кремния химически стойкие насосы для работы в агрессивных средах. Пары трения из карбида кремния, взамен пропитанных бельтинговых опор в узлах осевых опор погружных насосов.

Карбид кремния также используется для изготовления сопел и форсунок для подачи газов в зону плавления стекла и металлов, спекания керамики.

Сопла различных типоразмеров из карбида кремния: для пескоструйных установок; для высокотемпературных пескоструйных установок (температура песка около 1000 °C), используемых для очистки от нагара труб на предприятиях нефтедобывающей промышленности и нефтепереработки; для факелов газовых печей, в том числе стекловарочных печей с длительностью непрерывной работы более 2 лет; Конфузоры различных типоразмеров из карбида кремния для газовых стекловаренных печей для варки хрусталя; Плиты различных типоразмеров из карбида кремния для футеровки печей с рабочей температурой до 1400 °C в воздушной среде и до 2000 °C в вакууме; В плавильных печах, где сплавляемый материал не реагирует с кремнием или карбидом кремния, он заменяет платину и графит; В индукционных печах по плавлению сплавов для корпусов часов, тигли из карбида кремния, В ювелирных изделиях (синтетические кристаллы до 10 карат); Для изготовления бронепластин, для различных защитных систем; Считается перспективным материалом полупроводниковой промышленности: Используется для производства лазеров; Используется в производстве мощных светодиодов (до 9 ватт); Активно проходят эксперименты с использованием материала в микроэлектронике; В качестве абразивов. Наряду с фианитом, используется в ювелирных украшениях, как дешёвый аналог алмаза, причём благодаря высоким показателю преломления и дисперсии по «игре света» муассанит даже превосходит алмаз. Тем не менее, муассанит во много раз дороже фианита и лишь в несколько раз дешевле алмаза.

Примечания

Ссылки

https://web.archive.org/web/20090420055523/http://www.ifm.liu.se/matephys/new_page/research/sic/ http://www.chemind-tec.ru/catalogue/2/27/ В Израиле найден самый большой в мире муассанит.

Категория:Карбиды Категория:Полупроводники Категория:Сверхтвёрдые материалы Категория:Абразивные материалы