- रासायनिक संरचना
- गुण
- सामान्य विशेषता
- अणु भार
- दिखावट
- घनत्व
- गलनांक
- अपवर्तक सूचकांक
- क्रिस्टल
- कठोरता
- रासायनिक एजेंटों का प्रतिरोध
- तापीय गुण
- यांत्रिक विशेषताएं
- गुण
- अनुप्रयोग
- एक अपघर्षक के रूप में
- संरचित सिरेमिक के रूप में
- अन्य उपयोग
- संदर्भ
सिलिकॉन कार्बाइड एक ठोस कार्बन और सिलिकॉन से मिलकर सहसंयोजक है। यह मोह पैमाने पर 9.0 से 10 के मान के साथ बहुत कठोरता का है, और इसका रासायनिक सूत्र SiC है, जो यह सुझाव दे सकता है कि कार्बन एक सहसंयोजक ट्रिपल बांड द्वारा सिलिकॉन के लिए बाध्य है, एक सकारात्मक चार्ज (+) के साथ) Si पर और एक नकारात्मक चार्ज (-) कार्बन पर (+ Si --C -)।
दरअसल, इस कंपाउंड के बॉन्ड बिल्कुल अलग हैं। यह 1824 में स्वीडिश केमिस्ट जोएन जैकब बर्जेलियस द्वारा खोजा गया था, जबकि हीरे को संश्लेषित करने की कोशिश की गई थी। 1893 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक हेनरी मोयसानी ने एक खनिज की खोज की जिसकी संरचना में सिलिकॉन कार्बाइड था।
यह खोज डेविल्स कैनियन, यूएसए में एक उल्कापिंड के गड्ढे से चट्टान के नमूनों की जांच करते समय की गई थी। दूसरी ओर, एडवर्ड गुडरिक एचेसन (1894) ने सिलिकॉन कार्बाइड को संश्लेषित करने के लिए एक विधि बनाई, जिसमें पेट्रोलियम कोक के साथ उच्च शुद्धता वाले रेत या क्वार्ट्ज की प्रतिक्रिया हुई।
गुडरिच ने उत्पाद को कारबोरंडम (या कार्बोरंडियम) प्राप्त किया और एक कंपनी की स्थापना की जो अपघर्षक उत्पादन करती है।
रासायनिक संरचना
शीर्ष छवि सिलिकॉन कार्बाइड के घन और क्रिस्टलीय संरचना को दर्शाती है। यह व्यवस्था हीरे के समान है, सी और सी के बीच परमाणु रेडी में अंतर के बावजूद।
सभी बंधन आयनिक ठोस और उनके इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के विपरीत, दृढ़ता से सहसंयोजक और दिशात्मक हैं।
SiC आणविक टेट्राहेड्रा बनाता है; अर्थात्, सभी परमाणु चार अन्य से जुड़े हुए हैं। ये टेट्राहेड्रल इकाइयां सहसंयोजक बंधनों द्वारा एक साथ जुड़ती हैं, स्तरित क्रिस्टलीय संरचनाओं को अपनाती हैं।
साथ ही, इन परतों की अपनी क्रिस्टल व्यवस्था होती है, जो तीन प्रकार की होती है: ए, बी और सी।
यही है, एक परत A परत B से अलग है, और C. से उत्तरार्द्ध है। इस प्रकार, SiC क्रिस्टल में परतों के अनुक्रम के स्टैकिंग होते हैं, इस घटना को बहुदेववाद के रूप में जाना जाता है।
उदाहरण के लिए, क्यूबिक पॉलीटाइप (हीरे के समान) में एबीसी परतों का एक ढेर होता है और इसलिए इसमें 3 सी क्रिस्टलीय संरचना होती है।
इन परतों के अन्य ढेर भी इन rhombohedral और hexagonal polytypes के बीच, अन्य संरचनाएं उत्पन्न करते हैं। वास्तव में, SiC की क्रिस्टलीय संरचना एक "क्रिस्टलीय विकार" है।
SiC, 2H (ऊपरी छवि) के लिए सबसे सरल हेक्सागोनल संरचना, ABABA अनुक्रम के साथ परतों के स्टैकिंग के परिणामस्वरूप बनाई गई है… प्रत्येक दो परतों के बाद अनुक्रम दोहराता है, और यहीं से नंबर 2 आता है। ।
गुण
सामान्य विशेषता
अणु भार
40.11 ग्राम / मोल
दिखावट
यह प्राप्त करने की विधि और उपयोग की जाने वाली सामग्रियों के साथ भिन्न होता है। यह हो सकता है: पीला, हरा, काला नीला या इंद्रधनुषी क्रिस्टल।
घनत्व
3.16 ग्राम / सेमी 3
गलनांक
2830 डिग्री सेल्सियस।
अपवर्तक सूचकांक
2.55।
क्रिस्टल
बहुरूपता हैं: αSiC हेक्सागोनल क्रिस्टल और CSiC घन क्रिस्टल।
कठोरता
मोह पैमाने पर 9 से 10।
रासायनिक एजेंटों का प्रतिरोध
यह मजबूत एसिड और क्षार की कार्रवाई के लिए प्रतिरोधी है। इसके अलावा, सिलिकॉन कार्बाइड रासायनिक रूप से निष्क्रिय है ।
तापीय गुण
- उच्च तापीय चालकता।
- उच्च तापमान के साथ।
- उच्च तापीय चालकता।
- कम रैखिक थर्मल विस्तार गुणांक, इसलिए यह कम विस्तार के साथ उच्च तापमान का समर्थन करता है।
- थर्मल शॉक के लिए प्रतिरोधी।
यांत्रिक विशेषताएं
- संपीड़न के लिए उच्च प्रतिरोध।
- घर्षण और जंग के लिए प्रतिरोधी।
- यह महान शक्ति और प्रतिरोध की एक हल्की सामग्री है।
- उच्च तापमान पर इसके लोचदार प्रतिरोध को बनाए रखता है।
गुण
यह एक अर्धचालक है जो उच्च तापमान और अत्यधिक वोल्टेज पर अपने कार्यों को पूरा कर सकता है, विद्युत क्षेत्र में इसकी शक्ति का थोड़ा विघटन होता है।
अनुप्रयोग
एक अपघर्षक के रूप में
- सिलिकॉन कार्बाइड एक सेमीकंडक्टर है जो उच्च तापमान, उच्च वोल्टेज या इलेक्ट्रिक फील्ड ग्रेडिएंट्स को सिलिकॉन कैन से 8 गुना अधिक समझने में सक्षम है। इस कारण से, यह डायोड, ट्रांज़िटर्स, सप्रेसर्स और उच्च-ऊर्जा माइक्रोवेव उपकरणों के निर्माण में उपयोगी है।
- यौगिक के साथ, प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एल ई डी) और पहले रेडियो (1907) के डिटेक्टर निर्मित होते हैं। वर्तमान में, सिलिकॉन कार्बाइड को गैलियम नाइट्राइड द्वारा एलईडी बल्बों के निर्माण में बदल दिया गया है जो 10 से 100 मीटर की दूरी पर प्रकाश का उत्सर्जन करता है।
- विद्युत प्रणालियों में, सिलिकॉन कार्बाइड का उपयोग विद्युत शक्ति प्रणालियों में बिजली की छड़ के रूप में किया जाता है, क्योंकि वे इसके पार वोल्टेज को विनियमित करके इसके प्रतिरोध को नियंत्रित कर सकते हैं।
संरचित सिरेमिक के रूप में
- एक प्रक्रिया जिसे सिन्टरिंग के रूप में जाना जाता है, सिलिकॉन कार्बाइड के कण-साथी के साथ-साथ इस मिश्रण के पिघलने वाले तापमान से कम तापमान पर गर्म होते हैं। इस प्रकार, यह कणों के बीच मजबूत बंधन बनाकर, सिरेमिक वस्तु के प्रतिरोध और ताकत को बढ़ाता है।
- सिलिकॉन कार्बाइड संरचनात्मक चीनी मिट्टी की चीज़ें अनुप्रयोगों की एक विशाल रेंज पड़ा है। वे डिस्क ब्रेक और मोटर वाहन चंगुल में, डीजल कण फिल्टर में, और घर्षण को कम करने के लिए तेलों में एक योज्य के रूप में उपयोग किया जाता है।
- उच्च तापमान के संपर्क में आने वाले भागों में सिलिकॉन कार्बाइड संरचनात्मक सिरेमिक का उपयोग व्यापक हो गया है। उदाहरण के लिए, यह रॉकेट इंजेक्टर और भट्ठी रोलर्स के गले के साथ मामला है।
- उच्च तापीय चालकता, कठोरता और उच्च तापमान स्थिरता का संयोजन सिलिकॉन कार्बाइड के साथ निर्मित हीट एक्सचेंजर्स की नलियों के घटकों को बनाता है।
- स्ट्रक्चरल सिरेमिक का उपयोग सैंडब्लास्ट इंजेक्टर, ऑटोमोटिव वॉटर पंप सील, बियरिंग्स और एक्सट्रूज़न मर जाता है। यह धातु के गलाने में इस्तेमाल होने वाले क्रूसिबल के लिए भी सामग्री है।
- यह कांच और अलौह धातुओं के गलाने में इस्तेमाल होने वाले हीटिंग तत्वों के साथ-साथ धातुओं के गर्मी उपचार में भी शामिल है।
अन्य उपयोग
- इसका उपयोग गैसों के तापमान की माप में किया जा सकता है। पाइरोमेट्री नामक एक तकनीक में, एक सिलिकॉन कार्बाइड रेशा गर्म किया जाता है और विकिरण का उत्सर्जन करता है जो 800-2500ºK की सीमा में तापमान के साथ संबंध रखता है।
- इसका उपयोग परमाणु संयंत्रों में विखंडन से उत्पन्न सामग्री के रिसाव को रोकने के लिए किया जाता है।
- स्टील के उत्पादन में इसका उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है।
संदर्भ
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