1. Cristalografía y principios materiales del carburo de silicio.
1.1 Polimorfismo y enlace atómico en SiC
(Placas de cerámica de carburo de silicio)
Carburo de silicio (Sic) Es un compuesto cerámico covalente formado por átomos de silicio y carbono en una 1:1 proporción estequiométrica, distinguido por su sorprendente polimorfismo– encima 250 politipos bien conocidos– todos comparten fuertes enlaces covalentes direccionales pero varían en el apilamiento de series de bicapas de Si-C.
Uno de los politipos de mayor relevancia tecnológica es el 3C-SiC. (estructura cúbica de blenda de zinc), y los tipos hexagonales 4H-SiC y 6H-SiC, cada uno muestra variaciones refinadas en la banda prohibida, flexibilidad electrónica, y conductividad térmica que influyen en su viabilidad para aplicaciones particulares..
La dureza del Si– enlace C, con un poder de enlace de alrededor 318 kJ/mol, sustenta la fenomenal firmeza del SiC (Solidez de Mohs de 9– 9.5), alto factor de fusión (~ 2700 °C), y resistencia a la degradación química y al choque térmico.
En platos de cerámica, El politipo generalmente se selecciona en función del uso previsto.: 6H-SiC prevalece en aplicaciones arquitectónicas debido a su facilidad de síntesis, mientras que 4H-SiC domina en la electrónica de alta potencia por su excepcional flexibilidad de carga..
La gran banda prohibida (2.9– 3.3 eV dependiendo del politipo) También hace del SiC un excelente aislante eléctrico en su forma pura., aunque se puede dopar para que funcione como semiconductor en herramientas electrónicas especializadas.
1.2 Microestructura y pureza de la etapa en placas cerámicas.
La eficiencia de las placas cerámicas de carburo de silicio depende críticamente de atributos microestructurales como la dimensión del grano., espesor, homogeneidad del escenario, y la visibilidad de etapas secundarias o impurezas..
Las placas de alta calidad generalmente se fabrican a partir de polvos de SiC submicrónicos o nanométricos mediante métodos de sinterización avanzados., causando grano fino, Microestructuras completamente densas que optimizan la resistencia mecánica y la conductividad térmica..
Contaminantes como el carbono complementario, sílice (SiO₂), o los auxiliares de sinterización como el boro o el aluminio deben controlarse cuidadosamente, ya que pueden formar películas intergranulares que disminuyen la resistencia a altas temperaturas y la resistencia a la oxidación..
Porosidad residual, incluso en niveles bajos (
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