Strukturelle Eigenschaften von Siliziumkarbid und Bornitrid

Sowohl Siliziumkarbid als auch Bornitrid weisen eine gute Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen, Korrosion usw. auf. Möchten Sie den Unterschied kennenlernen? Bitte lesen Sie weiter!

Siliziumkarbid (SiC) und Bornitrid (BN) gehören aufgrund ihrer herausragenden Eigenschaften zu den wichtigsten keramischen Werkstoffen. SiC und BN verfügen über einzigartige Strukturmerkmale, die ihnen eine hohe Festigkeit, extreme Härte, gute thermische und chemische Stabilität sowie elektrische Leitfähigkeit ermöglichen. In diesem Artikel werden wir die Struktur und Eigenschaften von SiC und BN diskutieren.

Siliziumkarbid hat eine Kristallstruktur, die aus einem hexagonalen Gitter aus abwechselnden Schichten von Silizium- und Kohlenstoffatomen besteht. Die Si-C-Bindungslänge beträgt 188 μm und die Kristallsymmetrie ist 6H-Polytyp. SiC hat einen hohen Schmelzpunkt (ungefähr 2700 Grad) und gilt als eine der robustesten und langlebigsten Keramiken. Die hexagonale Struktur von SiC führt zu anisotropen mechanischen Eigenschaften, was bedeutet, dass es Biege- und Druckkräften je nach Kraftrichtung unterschiedlich standhalten kann.

Bornitrid hat zwei Hauptkristallstrukturen: hexagonal (h-BN) und kubisch (c-BN). In h-BN bilden die Bor- und Stickstoffatome ein miteinander verbundenes hexagonales Netzwerk, während in c-BN die BN-Bindungen eine kubische Struktur bilden. Die BN-Bindungslänge beträgt 144 μm und sowohl h-BN als auch c-BN weisen eine hohe thermische Stabilität auf, wodurch sie für Hochtemperaturanwendungen geeignet sind. Die Schichtstruktur von h-BN verleiht ihm ähnliche Eigenschaften wie Graphit, wie z. B. thermische und elektrische Leitfähigkeit in der Basisebene. Allerdings ist h-BN im Gegensatz zu Graphit beständig gegen Oxidation und kann höheren Temperaturen standhalten.

Nicht zuletzt verfügen sowohl SiC als auch BN über einzigartige Strukturmerkmale, die ihnen eine hohe Festigkeit, extreme Härte, gute thermische und chemische Stabilität sowie elektrische Leitfähigkeit ermöglichen. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sie sich für ein breites Anwendungsspektrum, beispielsweise für Schneidwerkzeuge, kugelsichere Westen, Hochtemperaturelektronik und Verbundwerkstoffe.