Кремния Карбид

(карборунд) SiС, бесцв., при наличии примесей-темно-серые, черные, зеленые кристаллы. Известен в двух модификациях - a и b. A-SiC имеет слоистую структуру с гексагон. (H) решеткой [пространств. Группа Р63mc или P3ml, в ромбоэдрич. (R) установке R3m]. Образует большое число политипов nН (или mR), где n-число слоев, повторяющихся по оси С в гексагон. Ячейке политипа. Для гексагон. Установки а=0,3079 нм для всех политипов, кроме 2Я, 4H, 6H, где асоотв. 0,3076, 0,3080, 0308065 нм. с~0,2520.n.b-SiC имеет гранецентрир. Кубич. Решетку (а=0,435% нм, пространств. Группа F43m). Метастабилен, выше 2100°С превращ. В a-SiC. Выше 1200°С и давлении выше 3 ГПа наблюдается переход a-b. Т. Пл. 2830 °С (инконгруэнтно), при плавлении образуется графит и р-р углерода в кремнии.

С 0p 26,78 (a-SiC) и 26,86 (Р) Дж/(молъ . К). DH0 обр - 71,9 (а) и - 73 (b) кДж/моль, DH0 пл.65 (a) кДж/молъ, DН 0 возг 802 (a) кДж/молъ. S029916,49 (a) и 16,61 (В) Дж/(моль . К). Теплопроводность монокристаллов a-SiC 490 Вт/(м . К) при 300 К и 110 Вт/(м . К) при 1000 K. Температурный коэф. Линейного расширения 5,94.10-6 К -1(a) при 250-2500°С и 3,8.10-6 К -1 (р) при 200°С, 5,5.10-6 К -1 (Р) при 1400-1800 °С. Т-ра Дебая 1200 К (a) и 1430 К (Р). R при 300 К 10-10-2 Ом . М (а) и 10-105 Ом . М (b). Термоэдс для a-SiC - 70 мкВ/К (293 К) и - 110 мкВ/К (1273 К). К. К. - полупроводник n-типа. Ширина запрещенной зоны a-SiC для политипов 2H и 5H соотв. 3,3 эВ (2-8 К) и 2,86 эВ (300 К), для b-SiC 2,2 эВ (300 К). Подвижность носителей тока пои 300 К для a-SiC (6H) 264см 2/(В .

С) и b-SiC 1000 см 2/(В . С). Эффективная масса носителей тока при 300 К для a-SiC (6H) 0,25 и b-SiC 0,41. Для a-SiC. Модуль упругости 392 ГПа (20 °С) и 357 ГПа (1200°С). Модуль сдвига 171 ГПа. Модуль всестороннего сжатия 98 ГПа. Твердость по Кнупу при нагрузке 100 г a-SiC [грань (001)] 29,17 ГПа, b-SiC [грань (III)] 28,15 ГПа, поликристаллического 31-34 ГПа. К. К. Не разлагается минер. К-тами (кроме конц. HF, HNO3 и Н 3 РО 4) и р-рами щелочей, разлагается расплавами карбонатов, сульфатов, гидроксидов щелочных металлов, мн. Оксидов. Реагирует с СО и Сl выше 1200°С, F2 - выше 500 °С, парами воды - выше 1300°С, N2 - выше 1400 °С. Окисляется О 2 выше 1000 °С. К. К. Получают взаимод. SiO2 с углем при 1600-2800 °С (по способу Ачесона - с добавкой NaCl), из элементов выше 1150°С, пиролизом газообразных соед.

Si, напр. CH3SiCl3. Монокристаллы - кристаллизацией из металлич. Расплавов. Компактные изделия из К. К. Получают спеканием и горячим прессованием при высоких т-рах, Применяют К. К. Как абразивный (для шлифовальных брусков, кругов), огнеупорный (футеровка печей, литейных машин), износостойкий (гидроциклоны, сопла для распыления абразивных пульп), электротехн. (нагреватели) материалы, для изготовления вариаторов, выпрямительных полупроводниковых диодов и фотодиодов. Лит. Карбид кремния, под ред. Г. Хениша, Р. Роя, пер. С англ., М., 1972. Гнесин Г. Г., Карбидокрeмниевые материалы, М., 1977. П. С. Кислый.