Weglik krzemu krystalizuje w strukturze blendy cynkowej, rys. 1.2a,
(nazywanej tez: ``typ '', ``struktura wurcytu'')
oraz w wielu jej politypowych modyfikacjach. Najczesciej spotykana
jest odmiana politypowa 6H (6-cio warstwowa komórka elementarna
o symetrii heksagonalnej), zwana
- SiC, która powstaje
podczas goracej syntezy SiC z pierwiastków. W warunkach wysokiego
cisnienia i temperatury SiC krystalizuje w postaci
- SiC,
struktury typu sfalerytu (rys. 1.2b,c). Jest
to struktura 3C o symetrii regularnej (znana tez jako: ``kubiczna'',
``struktura sfalerytu''). Znany jest równiez cay szereg politypowych
struktur SiC, np. 4H, 6H, 8H, 10H,
15R, 21R, 54R, 594R [18]. Weglik
krzemu wyjatkowo krystalizuje takze w strukturze 2H, czyli
wurcytu. Nanokrysztay 2H weglika krzemu zostay znalezione
w meteorycie Murchisona [19].
Mikrometrowe polikrysztay SiC (rys. 1.7) otrzymuje sie najczesciej na drodze bezposredniej syntezy z pierwiastków (tzw. metoda SHS). Reakcja chemiczna mieszaniny rozdrobnionego wegla i krzemu:
Weglik krzemu mozna otrzymac tez w reakcji metanu z silanem (
CH4 + SiH4 SiC + 4H2
).
Pomien metanu w atmosferze silanu wytwarza duze ilosci ciepa, gazowy
wodór oraz nanokrystaliczny SiC o duzej czystosci (ponizej
0.1% wolnego wegla i krzemu). Ta metoda zostay zsyntetyzowane
próbki o symbolach k1, k2, k3 (rys. 1.8), k6 i k8 [20].
|
Kolejna technika polega na pirolizie zwiazków krzemoorganicznych w kontrolowanych temperaturach. W temperaturze okoo 800C nastepuje rozkad organicznego polimeru i utworzenie sieci nieorganicznych moleku, tzw. amorficznej ceramiki kowalentnej (ACC, amorphous covalent ceramics), fazy podobnej do szka. Nastepnie przez wygrzewanie ACC w temperaturach od 900 do 1500C prowadzi sie do kontrolowanego rozrostu ziaren SiC. Dobranie odpowiednich temperatur i czasów wygrzewania pozwala na otrzymanie nanokrysztaów o pozadanych rozmiarach (rys. 1.3). Materia jest bardziej zanieczyszczony niz ten otrzymywany z pomienia, ale dzieki precyzyjnie kontrolowanym warunkom wzrostu ziarna maja mniejszy rozrzut wielkosci. Ta metoda otrzymano próbki o symbolach 157k (rys. 1.3), ew3k i h1k [21].
roman pielaszek 2003-01-13