Химическая энциклопедия

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 а соотв. 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; С⁰_p 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, DН⁰_возг 802 (a) кДж/молъ; S⁰₂₉₉ 16,49 (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) 264см²/(В^.с) и b-SiC 1000 см²/(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 Н₃РО₄) 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 О₂ 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.