1. Cristalografía y conceptos básicos de materiales de carburo de silicio
1.1 Polimorfismo y enlace atómico en SiC
(Placas de cerámica de carburo de silicio)
Carburo de silicio (Sic) Es una sustancia cerámica covalente formada por átomos de silicio y carbono en una 1:1 relación estequiométrica, identificado por su polimorfismo excepcional– encima 250 politipos conocidos– todos comparten enlaces covalentes direccionales sólidos pero varían en la acumulación de series de bicapas de Si-C.
Uno de los politipos más apropiados es el 3C-SiC. (marco cúbico de blenda de zinc), y los tipos hexagonales 4H-SiC y 6H-SiC, cada uno muestra variaciones sutiles en la banda prohibida, movilidad de electrones, y conductividad térmica que afectan su idoneidad para aplicaciones detalladas..
La dureza del Si– enlace C, con una energía de enlace de aproximadamente 318 kJ/mol, sustenta la notable solidez del SiC (Solidez de Mohs de 9– 9.5), alto factor de fusión (~ 2700 °C), y resistencia a la destrucción química y al choque térmico..
En platos de cerámica, El politipo se selecciona comúnmente según el uso previsto.: 6H-SiC prevalece en aplicaciones arquitectónicas debido a su facilidad de síntesis, mientras que 4H-SiC controla la electrónica de alta potencia para su silla de ruedas de proveedor de tarifa superior.
La amplia banda prohibida (2.9– 3.3 eV dependiendo del politipo) Además, el SiC es un excelente aislante eléctrico en su forma pura., aunque se puede dopar para que funcione como semiconductor en herramientas digitales especializadas.
1.2 Microestructura y pureza de la etapa en placas cerámicas.
El rendimiento de las placas cerámicas de carburo de silicio depende fundamentalmente de características microestructurales como el tamaño del grano., espesor, homogeneidad del escenario, y la existencia de etapas o contaminaciones adicionales.
Las placas de alta calidad generalmente se fabrican a partir de polvos de SiC submicrónicos o nanométricos con métodos de sinterización sofisticados., causando grano fino, Microestructuras totalmente densas que maximizan la dureza mecánica y la conductividad térmica..
Contaminaciones como el carbono complementario., sílice (SiO DOS), o ayudas de sinterización como el boro o el aluminio liviano deben regularse minuciosamente, ya que pueden formar películas intergranulares que reducen la resistencia a altas temperaturas y a la oxidación.
Porosidad recurrente, también en grados reducidos (
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