карборунд какая кристаллическая решетка

Кремний. Химия кремния и его соединений

Кремний

Положение в периодической системе химических элементов

Кремний расположен в главной подгруппе IV группы (или в 14 группе в современной форме ПСХЭ) и в третьем периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение кремния

Электронная конфигурация кремния в основном состоянии :

+14Si 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2

Электронная конфигурация кремния в возбужденном состоянии :

+14Si * 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3

Атом кремния содержит на внешнем энергетическом уровне 2 неспаренных электрона и 1 неподеленную электронную пару в основном энергетическом состоянии и 4 неспаренных электрона в возбужденном энергетическом состоянии.

Физические свойства, способы получения и нахождение в природе кремния

Кремний — второй по распространенности элемент на Земле после кислорода. Встречается только в виде соединений. Оксид кремния SiO₂ образует большое количество природных веществ – горный хрусталь, кварц, кремнезем.

Качественные реакции

Na₂SiO₃ + 2HCl = H₂SiO₃ + 2 NaCl

Видеоопыт взаимодействия силиката натрия с соляной кислоты (получение кремниевой кислоты) можно посмотреть здесь.

Соединения кремния

Наиболее типичные соединения кремния:

Способы получения кремния

В свободном состоянии кремний был получен Берцелиусом в 1822 г. Его латинское название «силиций» произошло от латинского слова « sile х», что означает «кремень». Аморфный кремний в лаборатории можно получить при прокаливании смеси металлического магния с диоксидом кремния. Для опыта диоксид кремния следует тщательно измельчить. При нагревании смеси начинается бурная реакция. Одним из продуктов этой реакции является аморфный кремний.

SiO₂ + 2Mg → Si + 2MgO

Видеоопыт взаимодействия оксида кремния (IV) с магнием можно посмотреть здесь.

Еще один способ получения кремния в лаборатории — восстановление из оксида алюминием:

В промышленности использовать дорогие алюминий и магний неэффективно, поэтому используют другие, более дешевые способы:

1. Восстановление из оксида коксом в электрических печах:

SiO₂ + 2C → Si + 2CO

Однако в таком процессе процессе образующийся кремний загрязнен примесями карбидов кремния, и для производства, например, микросхем уже не подходит.

2. Наиболее чистый кремний получают восстановлением тетрахлорида кремния водородом при 1200 °С:

SiCl₄ +2H₂ → Si + 4HCl

или цинком :

SiCl₄ + 2Zn → Si + 2ZnCl₂

3. Также чистый кремний получается при разложении силана :

Химические свойства

При нормальных условиях кремний существует в виде атомного кристалла, поэтому химическая активность кремния крайне невысокая.

1.1. При обычных условиях кремний реагирует с фтором с образованием фторида кремния (IV):

При нагревании кремний реагирует с хлором, бромом, йодом :

1.2. При сильном нагревании (около 2000 о С) кремний реагирует с углеродом с образованием бинарного соединения карбида кремния (карборунда):

C + Si → SiC

При температуре выше 600°С взаимодействует с серой:

Si + 2S → SiS₂

1.4. С азотом кремний реагирует в очень жестких условиях:

1.5. В реакциях с активными металлами кремний проявляет свойства окислителя. При этом образуются силициды:

2Ca + Si → Ca₂Si

Si + 2Mg → Mg₂Si

1.6. При нагревании выше 400°С кремний взаимодействует с кислородом :

2. Кремний взаимодействует со сложными веществами:

2.1. В водных растворах щелочей кремний растворяется с образованием солей кремниевой кислоты. При этом щелочь окисляет кремний.

При обработке кремния безводным фтороводородом комплекс не образуется:

С хлороводородом кремний реагирует при 300 °С, с бромоводородом – при 500 °С.

2.3. Кремний растворяется в смеси концентрированных азотной и плавиковой кислот :

3Si + 4HNO₃ + 12HF → 3SiF₄ + 4NO + 8H₂O

Бинарные соединения кремния

Силициды металлов

Силициды, как правило, легко гидролизуются в воде или в кислой среде.

Соляная кислота легко разлагает силицид магния:

Получают силициды сплавлением простых веществ или восстановлением смеси оксидов коксом в электропечах:

2Mg + Si → Mg ₂ Si

2MgO + SiO₂ + 4C → Mg₂Si + 4CO

Силан

Силан – это бинарное соединение кремния с водородом SiH₄, ядовитый бесцветный газ.

Если поместить порошок силицида магния в очень слабый раствор соляной кислоты, то на поверхности раствора образуются пузырьки газа. Они лопаются и загораются на воздухе. Это горит силан. Он образуется при взаимодействии кислоты с силицидом магния:

Видеоопыт получения силана из силицида магния можно посмотреть здесь.

На воздухе силан горит с образованием SiO₂ и H₂O:

Видеоопыт сгорания силана можно посмотреть здесь.

Силан разлагается водой разлагается с выделением водорода:

Силан разлагается (окисляется) щелочами :

Силан при нагревании разлагается :

Карбид кремния

В соединениях кремния с неметаллами — ковалентная связь.

Карборунд окисляется кислородом при высокой температуре:

Карборунд окисляется кислородом в расплаве щелочи :

Галогениды кремния

Хлорид и фторид кремния – галогенангидриды кремниевой кислоты.
SiCl₄.

Получают галогениды кремния действием хлора на сплав оксида кремния с углем :

Галогениды кремния разлагаются водой до кремниевой кислоты и хлороводорода:

Хлорид кремния (IV) восстанавливается водородом :

SiCl₄ + 2H₂ → Si + 4HCl

Оксид кремния (IV)

Физические свойства и нахождение в природе

Оксид кремния (IV) – это твердое вещество с атомной кристаллической решеткой. В природе встречается в виде кварца, речного песка, кремнезема и прочих модификаций:

Химические свойства

Еще пример : диоксид кремния взаимодействует с оксидом кальция.

SiO₂ + CaO → CaSiO₃

4. Из кислот диоксид кремния реагирует только с плавиковой или с газообразным фтороводородом :

5. При температуре выше 1000 °С оксид кремния реагирует с активными металлами, при этом образуется кремний.

SiO₂ + 2Mg → Si + 2MgO

Видеоопыт взаимодействия оксида кремния (IV) с магнием можно посмотреть здесь.

При избытке восстановителя образуются силициды:

SiO₂ + 4Mg → Mg₂Si + 2MgO

6. Оксид кремния (IV) взаимодействует с неметаллами.

Еще пример : оксид кремния взаимодействует с углеродом. При этом образуется карборунд и угарный газ:

SiO₂ + 3С → SiС + 2СО

При сплавлении оксид кремния взаимодействует с фосфатом кальция и углем:

Кремниевая кислота

Строение молекулы и физические свойства

Кремниевые кислоты — очень слабые, малорастворимые в воде соединения общей формулы nSiO₂•mH₂O. Образует коллоидный раствор в воде.

Метакремниевая H₂SiO₃ существует в растворе в виде полимера:

Способы получения

Кремниевая кислота образуется при действии сильных кисло т на растворимые силикаты (силикаты щелочных металлов).

Видеоопыт получения кремниевой кислоты из силиката натрия можно посмотреть здесь.

Даже слабая угольная кислота вытесняет кремниевую кислоту из солей:

Химические свойства

1. Кремниевая кислота — нерастворимая. Кислотные свойства выражены очень слабо, поэтому кислота реагирует только с сильными основаниями и их оксидами :

2. При нагревании кремниевая кислота разлагается на оксид и воду :

Силикаты

Силикаты — это соли кремниевой кислоты. Большинство силикатов нерастворимо в воде, кроме силикатов натрия и калия, их называют «жидким стеклом».

Способы получения силикатов:

2. Сплавление с основными оксидами:

СаО + SiO₂ → CaSiO₃

3. Взаимодействие растворимых силикатов с солями:

Оконное стекло (натриевое стекло) — силикат натрия и кальция: Na₂O·CaO·6SiO₂.

Стекло получают при сплавлении в специальных печах смеси соды Na₂CO₃, известняка CaCO₃ и белого песка SiO₂:

Для получения специального стекла вводят различные добавки, так стекло содержащее ионы Pb 2+ – хрусталь; Cr 3+ – имеет зеленую окраску, Fe 3+ – коричневое бутылочное стекло, Co 2+ – дает синий цвет, Mn 2+ – красновато-лиловый.

Источник

Карбид кремния

Цена: от 209,40р с НДС за кг

Минимальная партия: 100 кг

Карбид кремния – свойства и применение
Карбид кремния SiC (или карборунд) – тугоплавкое, химически стойкое, твердое вещество, обладающее полупроводниковыми свойствами. В составе химического соединения примерно 70% кремния Si и около 30% углерода C. В чистом виде карборунд бесцветен, от наличия примесей зависит цвет и тип проводимости кристаллов: p-типа (бериллий, галлий, бор) или n-типа (фосфор, азот).
Карбид кремния редко встречается в природе (муассанит), поэтому в основном он искусственного происхождения. Получают с помощью спекания кремнезема с углеродом в электроплавильных печах с угольными электродами при температурах порядка 1500-2400 градусов.
Кристаллическая решетка – атомная. При низкой плотности (3,2 г/см^3) карбид кремния обладает исключительной твердостью. В этом он уступает только алмазу и боразону (карбиду бора). Температура плавления более 2830 градусов. Карборунд устойчив к окислению, минеральным кислотам, инертен в среде азота, углекислого газа и водорода. Обладает высокой стойкостью к радиационной среде.
Широкое применение карбид кремния получил в электротехнике. Полупроводниковые приборы, изготовленные на его основе, способны сохранять стабильность и надежность работы при температурах до 600 градусов. Это становится возможным благодаря большому значению ширины запрещающей зоны (в среднем 2,39 эВ). Используется также для изготовления радиационных светодиодов, солнечных элементов, нагревателей, терморезисторов, грозоразрядников и электроизолирующих устройств.
В металлургической и сталелитейной промышленности, благодаря таким свойствам, как стойкость к термическому воздействию и высокая химическая стабильность, карборунд используется в качестве огнеупорного материала. С помощью волокон из этого материала можно измерить температуру до 2500К.
Твердость и износостойкость карбида кремния, а также его низкая стоимость, используется в производстве шлифматериалов. Большая режущая способность подходит для обработки таких материалов, как стекло, керамика, резина, чугун, камень, титан и различные полимеры. Высокая теплопроводность делает его прекрасным материалом для создания подшипников. На защите вооружения применяется в качестве композитной брони военной техники и противопульных жилетов. По внешнему виду муассанит похож на алмаз и в ювелирном деле используется, как его заменитель.
Диски из композитного материала на основе карборунда применяются на спортивных автомобилях. Карбид кремния нашел свое место и в астрономической оптике.
Будущее карбида кремния довольно оптимистично. Дешевизна материала, его уникальные электрофизические характеристики и развитие нанотехнологий открывают широкую перспективу для его использования.

© 2010 Снабжение предприятий. Все права защищены.

Обращаем внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях информационные материалы и цены, размещенные на сайте, не являются публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 Гражданского кодекса РФ.

Источник

Карбид кремния

Карбид кремния или карборунд – сложное химическое соединение, состоящее из частиц углерода и кремния. Впервые этот материал был получен в 1893 г. американским химиком Эдвардом Гудричем. В химии ему соответствует следующая формула: SiC. Карбид кремния используется в машиностроении, электронике, строительном секторе и ядерной энергетике.

Структура и свойства

Чистый карбид кремния располагает гексагональной кристаллической решеткой и имеет стехиометрический состав. Вещество состоит из чистых кристаллов с алмазным блеском. При наличии примесей материал окрашивается в коричневый, зеленый, серый, белый или черный цвета. Окрас вещества зависит от его химического состава. При контакте с кислородом на поверхности кристаллов образуется оксидная пленка с радужным блеском.

Кристаллическая решетка SiC

Структурные свойства карбида кремния зависят от температурного режима. При нагревании до температуры 1700 °C образуется альфа-модификация. Она является одним из самых распространенных полиформов, получаемых искусственным путем. Для этой модификации характерно явление политипизма. Она имеет больше 50 политипных модификаций со схожей структурой кристаллической решетки. При нагревании вещества до более низких температур образуется бета-модификация. Она широко применяется в качестве гетерогенных катализаторов.

Материал характеризуется следующими физическими свойствами:

Карбид кремния является одним из бинарных химических соединений. Молекулы вещества связаны между собой ковалентной связью. Благодаря большой ширине запрещенной зоны и высокой температуре плавления, карборунд обладает свойствами полупроводников. Материал устойчив к воздействию радиации и жарких температур. Данное химическое сопротивление может проводить электрический ток при температурах выше 1400 °C.

Карбид кремния является инертным химическим соединением. Он разлагается при взаимодействии с перегретым паром. При температурах выше 1700 °C вещество сублимирует, но не начинает плавиться. Карборунд не вступает в реакцию с большинством кислот, за исключением азотной, фтористоводородной и ортофосфорной. При наличии кислорода материал полностью растворяется во время взаимодействия с щелочами.

Получение карбида кремния

Наибольшее количество природного происхождения карбида кремния содержится в космическом пространстве: на пылевых облаках, окружающих звезды, в метеоритах. На Земле этот материал присутствует только на месторождениях кимберлита или корунда, что усложняет процесс его добычи в промышленных масштабах. По этой причине карборунд, используемый в современной индустриальных сферах и бытовых условиях, является искусственным.

Самым распространенным способом получения этого химического соединения является нагревание двуокиси кремния углеродом в специализированных печах, работающих на электричестве. Вещество нагревается до температуры 1800-2300 °C.Источниками кремния являются кварцевый песок, очищенный от примесей, и антрацит. Для улучшения газопроницаемости материала используются опилки из древесины. Цвет синтетического карборунда изменяется при помощи добавления хлорида натрия (поваренной соли). Увеличение плотности материала производится при помощи прессования. После этих процессов структурные частицы меняют свое местоположения, что приводит к деформации твердого раствора.

Также данное вещество получают при помощи следующих методов:

Для промышленных нужд чаще всего изготавливают карбиды зеленого и черного цветов. Особенности их химического состава определены в ГОСТ 26327-84. В нем указаны 4 марки карбида кремния: 53С, 54С, 63С и 64С.

ГОСТ 26327-84 Материалы шлифовальные из карбида кремния

ГОСТ 26327-84 Материалы шлифовальные из карбида кремния

Применение материала

Основной областью применения карбида кремния является электроника и энергетика. Это вещество используется при производстве полупроводниковых механизмов, светодиодов, резисторов, транзисторов и счетчиков энергии. Эти приспособления обладают высокой прочностью и могут стабильно функционировать в течение 10 лет. Они применяются в высокочастотной электронике. Изделия из карбида кремния отличаются следующими свойствами:

Благодаря высокой огнеупорности и теплостойкости материала, он активно применяется в металлургии и химической промышленности. Из твердого раствора карборунда изготавливается множество нагревательных приборов, способны работать при высоких температурах (до 2000 °C). Эти приспособления могут функционировать в нейтральных или восстановленных средах. Нагревательные элементы активно используются при термообработке металлических деталей для керамических приборов и электронных компонентах.

Карбид кремния применяется в качестве абразива, что обусловлено высокой прочностью и низкой стоимостью химического соединения. При абразивной обработке этот материал используется в следующих процессах:

Карборунд нашел широкое применение в производстве конструкционных материалов. Он обладает стойкостью к физическим нагрузкам и активно используется при изготовлении пуленепробиваемых жилетов и дисковых тормозов, устанавливаемых на транспортном средстве. С 1990-х гг. из карборунда изготавливают прочные газовые турбины. Они устойчивы к высоким температурам и ударным нагрузкам.

Источник

Как произошел карборунд и какими свойствами обладает камень?

Представляет собой бесцветные кристаллы с бриллиантовым блеском в чистом виде, в форме технического продукта может приобретать различную окраску – зеленую, черную, желтую или серую (из-за примесей железа). Внешне напоминает уголь антрацит, но, в отличие от него, переливается всеми цветами радуги.

Природный минерал муассанит содержится в очень малых количествах в месторождениях кимберлита и корунда, а также в некоторых типах метеоритов. Впервые он был обнаружен в 1893 году А. Муассаном, в честь которого впоследствии был назван. Муассанит широко распространен в космосе в пылевых облаках вокруг звезд, богатых углеродом.

История и происхождение

Карборунд научились получать синтетическим способом ещё с середины XIX века, но запатентовали только в 1893 году. До 2016 года производителем искусственного камня были США, сегодня же основным поставщиком его на мировой рынок признан Китай. В настоящее время выпускается порядка 250 модификаций карборунда разных цветов и оттенков. Камни, которые используются в ювелирной промышленности, покрывают специальной плёнкой, позволяющей выглядеть кристаллу сродни настоящему бриллианту.

В природе этот кристалл распространён в очень малом количестве, поэтому найти крупные залежи практически невозможно.

Важно! Процесс получения фабричного камня происходит на новейшем технологичном оборудовании, где специалисты тщательно контролируют его стадию роста. Это позволяет получить практически идеальный минерал (без возможных изъянов).

Карборунд (Муассанит)

Наша галактика, да и, вообще, вся наша Вселенная в совокупности настолько многогранна и непредсказуема, настолько загадочна и красива, что проникнуться в истинную ее красоту суждено не каждому юноше или девушке, или даже взрослому человеку.

При взгляде в глубокое прошлое мы поймем, что именно тогда, в те «построенческие» времена шло активное преобразование планеты. А вы знали, что более 50-ти тысяч лет тому назад на планету Земля обрушился гигантский метеорит, прилетевший к нам из неизведанного Космоса и оставивший после себя целую гору обломков? Все еще не верите? Ах, как напрасно, как напрасно, вы это делаете! И ведь на самом деле случилась эта злосчастная, а может быть даже судьбоносная (об этом вы узнаете далее) для всего нашего человечества история в далекой Америке. И ведь действительно, как мы и пророчили, эта история всколыхнула все ученые и неученые умы. А все почему? А потому, что на земли американские упало не абы что, а поразительное по своей красоте чудо, чудо света, и действительно, обломки метеорита переливались бесподобным, неземным светом, таким светом, что ослепляет весь Космос – потусторонний мир со всеми его многогранными проявлениями. Это был карборунд. Характеристики его мы изучим в мельчайших деталях в этой статье. Это уникальное в своем роде вещество окаймляет пылевые облака, летает вокруг богатых углеродом звезд, внедряясь в первозданные метеориты. Но кто же, кто этот гений, что за удивительный человек, ставший первооткрывателем этого камня? А случилось это так и вот с кем, слушайте внимательно, будет интересно. В 1893 году известный исследователь – Генри Муассан, ставший впоследствии лауреатом Нобелевской премии, отправился за изучением упавшего метеорита в Аризону, при этом всю его сущность охватывало какое-то неподдельное любопытство, рвение, желание узнать что-то новое, он нутром чувствовал, что должно случиться что-то такое, что поднимет на уши весь мир. И все предсказания оправдались. И вот настал тот долгожданный момент: сбиваясь, вздыхая от полноты ощущений с образовавшейся на уголках губ пеной, он смотрел на метеорит Каньон Дибло широко разинутыми миндалевидными глазами, необъяснимое чувство открытия, чувство того, что тебе будет рукоплескать весь мир, пробрало ученого до самых костей. Прямо перед собой он созерцал наипрекраснейшие частички метеорита, включения в которых отдавали поразительным, чистейшим, как утренняя прохлада, блеском, который лучиками распространялся на много километров! В 1905 году по совету ведущего эксперта корпорации Tiffany&Co – Джорджа Кунца, камень прозвали в честь Анри Муассана – муассонитом.

Карборунд: что это такое? Итак, карборунд относится ко классу полупроводникового бинарного химического соединения, состоит их кремния и углерода, обозначается химической формулой SiC. Этот материал очень тугоплавок и прочен. По сравнению с муассанитом, даже сам бриллиант, тихонечко отдыхает в сторонке. По прочности карборунд уступает пальму первенства лишь алмазу и боразону. Природное происхождение карборунда Уникальное, на диво прекрасное слияние кремния и углерода породило появление на свет блистательного минерала с легким оттеночным алмазным сиянием, это зрелище Богов, которое берет за душу своей непреклонной хрупкостью, удивительной нежностью и ангельской глубиной красоты. В природе горстки мелких камушков – карбида кремния, распространены в очень малых количествах, поэтому крупные залежи найти не удалось. А почему не удалось – загадка века, над которой ломают головы все ученые. Искусственное происхождение карборунда Ювелирное искусство во все времена вызывало интерес у всех слоев населения. Чистый, радужный, наивный блеск драгоценностей будоражил сердце, заставляя его колотиться в сто крат сильнее, люди, как вороны, тянулись к тому, что сверкает и блестит. И вот в 20 веке, на счастье народа, появился самый блестящий камень на планете – муассанит, от природы сам по себе очень красив, но какова красота усовершенствованного камня – просто ошеломительна! Искусственный муассанит – это уникальное в своем роде сочетание истинного искусства и науки. В настоящее время на обработке карборунда специализируется всего одна-единственная компания в мире под названием Charles&Colvard. Легендарный муассанит с его глубокой игрой света на гранях – один из самых благородных минералов в ювелирной коллекции, муассанит переливается самыми чистыми оттенками на свете, благодаря этому достигается уникальная внутренняя его красота, несравнимая с красотой любого другого камня на свете. Глубокие ценители утонченности и эстетической красоты – ювелиры и коллекционеры, говорят о минерале, как о «венце творения»! Этот камень настолько хрупок, чист и священен, насколько это только можно! Это камень на миллион! Структура и свойства В природе существует более 250 кристаллических форм карборунда, которые могут разниться по свойствам и цветовой гамме. Кристаллическая решетка карборунда не имеет аналогов в мире, она уникальна, как и сам камень. Но все виды карборундов, объединяет ряд качеств, а именно – это стойкость к влиянию кислот, повышенная химическая и термическая устойчивость, способность выдерживать высокие температуры вплоть до 1500 градусов по Цельсию. Одно из самых полезных и нужных человечеству свойств карборунда – это его высокая стойкость к истиранию, поэтому участились случаи применения карборунда при строительстве станций метро и придорожных вокзалов. Каждый год, каждый месяц, каждый час, каждую минуту и секунду по панелям и плитам, в состав которых включен мелкокристаллический карборунд, прошаркивают миллионы подошв. К разряду наиболее важных свойств карборунда относят повышенный уровень термостойкости и поразительную устойчивость к влиянию кислот. В ювелирном деле Ученые долго и с интересом всматривались в пляшущие искорки света, что излучал муассанит, и, в конце концов, вынесли единодушный вердикт: камень идеален для изготовления элитных, эксклюзивных драгоценностей на любой вкус и цвет. Шкатулки модниц по всему миру пополнились потрясающими украшениями с муассанитом: милыми колечками, всевозможными браслетами, подвесками – представители обоих полов сразу же оценили элегантный, вполне презентабельный внешний вид ювелирных изделий. Коллекции дорогостоящих изделий сразу же пополнились украшениями, где чередуются брутальный аристократический и авангардный стили, где классика умело сочетается с романтизмом, и где арабский шик дополняется строгой европейской сдержанностью. При помощи элитных украшений из муассанитов можно создать свой собственный имидж – причем образ твой может быть как строгим, респектабельным, так и по-лирически романтичным. Пьянительная роскошь камня и завораживающие глубина его света сделали невозможное, а именно – браслет с муассанитами на руке выглядит просто умопомрачительно, колечко на пальце – мило, и в то же время статусно. Таким образом, мауссанит – это «пришелец» из Космоса, который был дарован человеку по велению небес!

Физико-химические свойства камня

Химическая формула: SiC

Состояние: кристаллы, друзы или кристаллические порошки от прозрачного белого, жёлтого, зелёного или тёмно-синего до чёрного цветов, в зависимости от чистоты, дисперсности, аллотропных и политипных модификаций.

Температура плавления: 2830°C

Самосвязанный карбид кремния

Силицированный графит СГ-Т

Производство

Из-за редкости нахождения в природе муассанита карбид кремния, как правило, имеет искусственное происхождение. Простейшим способом производства является спекание кремнезёма с углеродом в графитовой электропечи Ачесона при высокой температуре 1600—2500 °C:

S i O 2 + 3 C → 1600 − 2500 o C S i C + 2 C O ↑ <\displaystyle <\mathsf +3C\ <\xrightarrow <1600-2500^C>>\ SiC+2CO\!\uparrow >>> Синтетические кристаллы SiC

Чистота карбида кремния, образующегося в печи Ачесона, зависит от расстояния до графитового резистора в ТЭНе.

Кристаллы высокой чистоты бесцветного, бледно-жёлтого и зелёного цвета находятся ближе всего к резистору. На большем расстоянии от резистора цвет изменяется на синий или чёрный из-за примесей. Загрязнителями чаще всего являются азот и алюминий, они влияют на электропроводность полученного материала[13].

Кристаллы карбида кремния, полученные благодаря процессу Лели[en]

Чистый карбид кремния можно получить с помощью так называемого процесса Лели[en][14], в котором порошкообразный SiC возгоняется в атмосфере аргона при 2500 °C и осаждается на более холодной подложке в виде чешуйчатых монокристаллов размерами до 2×2 см. Этот процесс даёт высококачественные монокристаллы, получающиеся из-за быстрого нагрева до высоких температур и в основном состоящие из 6H-SiC фазы. Улучшенный процесс Лели при участии индукционного нагрева в графитовых тиглях даёт ещё большие монокристаллы до 10 см в диаметре[15]. Кубический SiC, как правило, выращивается с помощью более дорогостоящего процесса — химического осаждения паров[13][16].

Чистый карбид кремния также может быть получен путём термического разложения полимера полиметилсилана (SiCH3)n, в атмосфере инертного газа при низких температурах. Относительно CVD-процесса метод пиролиза более удобен, поскольку из полимера можно сформировать изделие любой формы перед запеканием в керамику[17][18][19][20].

Сферы применения

Карборунд используется во многих областях промышленности, т. к. обладает высокой устойчивостью к разрушению и воздействию экстремальных температур. Вот основные сферы его применения:

Интересный факт! Муассанит часто используют для имитации бриллианта, продавая покупателю изделия по стоимости дорогостоящего драгоценного камня (т. к. невооружённым глазом трудно отличить один от другого).

Свойства

Карборунд обладает уникальными характеристиками: он очень твердый и уступает по степени прочности только алмазу. Является инертным материалом – не реагирует с кислотами (кроме плавиковой, азотной и ортофосфорной) и другими веществами.

Может подвергаться нагреванию до 1500°С на открытом воздухе, не плавится при любом давлении, но способен сублимировать при t выше 1700°С. Такая термическая устойчивость обусловила другую сферу применения материала – он начал использоваться для изготовления подшипников и элементов оборудования для высокотемпературных печей.

Карбид кремния отличается также высокой теплопроводностью, плотностью электрического тока и электрическим напряжением, за счет чего вызывает значительный интерес в качестве полупроводника в электронике. Он обладает очень малым коэффициентом теплового расширения и не испытывает фазовых переходов, способных привести к разрушению монокристаллов.

Кроме того, за счет сильных химических связей материал имеет высокую радиационную и химическую стойкость, механическую прочность и твердость, а также термическую стабильность физических свойств. Благодаря уникальным характеристикам карборунд получил широкую сферу использования.

Лечебные свойства

Помимо практического применения в разных сферах промышленности, минерал обладает лечебными свойствами. Вот некоторые из них:

Карборунд: внешний вид и свойства

Будучи синтетическим, карбид кремния перенимает свойства природного муассанита. При этом его гораздо легче получить. Неорганическое бинарное углеродное соединение образует кристаллы, схожие внешне с антрацитом, но обладающие радужными переливами. Обычно кристаллы бесцветны и блестят, но технический карборунд порой приобретает различные цветовые оттенки из-за присутствия железных примесей.

Природный муассанит интересен своими уникальными свойствами. Он обладает поразительной, близкой к алмазу, твердостью, является инертным (не вступает в химические реакции с большинством кислот), выдерживает нагревание до 1500°С и воздействие радиации. Помимо этого, муассанит механически прочен и стабилен по части физических свойств. Редкость не позволяет использовать его полезные качества в промышленности, поэтому был создан синтетический аналог с теми же качествами.

Купить карбид кремния намного проще, чем муассанит. Его стоимость также ниже, что значительно повышает доступность.

Магические свойства

Карборунд обладает следующими магическими свойствами:

Будьте осторожны! Постоянно носить при себе карборунд не рекомендуется, т. к. это чревато нервным возбуждением или бессонницей.

Стоимость камня

Карборунд имеет относительно невысокую стоимость, поэтому по карману каждому. Вот его примерные расценки (измеряются в российских рублях):

Серьги из камня

Где используется

Прочностные и эстетические кондиции обусловили широкую востребованность синтетического камня:

По особой технологии изготавливается ювелирная разновидность кристаллов.

Уход за украшениями

Материал искусственного минерала достаточно устойчив к внешним повреждениям, воздействию высоких температур и кислот, поэтому ухаживать за ним легко и просто. Чтобы муассанит долго служил «верой и правдой», достаточно соблюдать 2 условия:

Что представляет собой Карборунд

Карборунд – это коммерческое и техническое название синтетического соединения, свойства и состав которого аналогичны натуральному камню муассаниту. То есть по сути это синтетический муассанит.

Это плотный материал разной степени прозрачности, результат сплавления песка с углем.

Внешне выглядит как антрацит, в основном черной гаммы. Есть экземпляры зеленого, голубого, фиолетового, синего цвета.

На свету камень переливается подобно радуге, создавая на поверхности причудливые узоры.

Совместимость со знаками зодиака

(«+++» — камень подходит идеально, «+» — можно носить, «-» — категорически противопоказан):

Минерал подходит всем знакам зодиака без исключения. Но наибольшую пользу он принесёт людям стихии Огня (Львы, Стрельцы, Овны) и Воздуха (Водолеи, Близнецы, Весы).
Вам подходит этот камень?

Интересное о камне

Распространено несколько интересных фактов о камне:

Источник