Silisiumkarbid

Beskrivelse

Silisiumkarbid (SiC) er en kovalent bundet forbindelse av silisium og karbon. Den naturlige formen, moissanitt, er ekstremt sjelden. Den syntetiske formen er derimot mye produsert og har en rekke teknologiske anvendelser. Den er kjent for sin eksepsjonelle hardhet, som er nest etter diamant, og sin høye termiske og kjemiske stabilitet. Den kan forekomme i en rekke polytyper, som er krystallstrukturer med samme kjemiske sammensetning, men forskjellige stablingsekvenser av atomlag. De vanligste polytypene er kubisk (β-SiC) og heksagonal (α-SiC), med 4H-SiC og 6H-SiC som de mest studerte heksagonale formene. Syntetisk moissanitt er spesielt verdsatt for sine optiske egenskaper, inkludert en høy brytningsindeks (2.65-2.69) og dispersjon (0.104), som gir den en glans og 'ild' som overgår diamant.

Hvordan identifisere

Farge

Fargeløs til nesten fargeløs i smykkekvalitet; industriell kvalitet kan være grønn, blå, svart eller grå.

Glans

Adamantin til sub-metallisk.

Tekstur

Krystallinsk, ofte med skarpe kanter i industriell form; fasettert i smykkeform.

Krystallform

Heksagonale eller kubiske krystaller, ofte som plater eller nåler i industriell produksjon. Smykkekvalitet er fasettert.

Spaltbarhet

Ingen ekte spaltbarhet, men har en basal parting i heksagonale polytyper.

Geologisk miljø

Naturlig moissanitt er ekstremt sjelden og finnes i meteoritter, kimberlitter og korundforekomster. Syntetisk silisiumkarbid produseres industrielt og finnes ikke i naturlige geologiske miljøer.

Nøkkelfakta

• Hardhet: 9.25 på Mohs skala (ekstremt hardt)
• Egenvekt: 3.21 g/cm³
• Krystallsystem: Heksagonal (vanligst, f.eks. 6H-SiC, 4H-SiC) eller kubisk (3C-SiC)
• Farge: Fargeløs, grønn, blå, svart, grå
• Glans: Adamantin til sub-metallisk
• Gjennomsiktighet: Gjennomsiktig til ugjennomsiktig
• Brudd: Konkoidal til ujevn
• Spaltbarhet: Ingen ekte spaltbarhet, men basal parting i heksagonale polytyper
• Sammensetning: Silisiumkarbid (SiC)

Rask sjekk

• Farge: Fargeløs (smykke), grønn, blå, svart, grå (industriell)
• Glans: Adamantin til sub-metallisk
• Strekfarge: Grå til grønn-svart

Fysiske egenskaper

• Krystallhabitus: Heksagonale plater, nåler, eller mikrokrystallinske aggregater; fasetterte krystaller i smykkeform.
• Spaltbarhetstype: Ingen ekte spaltbarhet; basal parting i heksagonale polytyper.
• Bruddtype: Konkoidal til ujevn, sprø.
• Seighet: Sprø.
• Glanstype: Adamantin til sub-metallisk.

Dannelse

Silisiumkarbid forekommer naturlig som moissanitt, et ekstremt sjeldent mineral funnet i små mengder i visse meteoritter, kimberlitter og korundforekomster. Den syntetiske formen, som er den mest vanlige, produseres industrielt gjennom Acheson-prosessen, hvor silika (SiO2) og karbon (C) varmes opp til svært høye temperaturer (over 2000 °C) i en elektrisk motstandsovn. Reaksjonen er SiO2 + 3C → SiC + 2CO. Denne prosessen skaper store mengder silisiumkarbidkrystaller.

Bruksområde

Syntetisk silisiumkarbid har et bredt spekter av industrielle bruksområder på grunn av sin ekstreme hardhet, termiske stabilitet og halvlederegenskaper. Det brukes som slipemiddel i sandpapir, skjæreskiver og poleringsmidler. Det er også et viktig materiale i produksjon av ildfaste materialer, keramikk, bremseklosser, clutchplater og panser. Som en halvleder brukes det i høyeffekt-, høytemperatur- og høyfrekvenselektronikk, inkludert lysdioder (LED) og kraftelektronikk. I smykkeindustrien brukes syntetisk moissanitt som en diamantimitasjon på grunn av sin høye glans, ild og hardhet.

Aldersfordeling

Moderne (syntetisk produksjon)

Hvor du finner den

Tips for å finne

Lignende bergarter

Vitenskapelig klassifisering

Mineralklasse

Karbid

Gruppe

Silisiumkarbidgruppen

Krystallsystem

Heksagonal eller kubisk

Kjemisk formel

SiC

Sammensetning

Silisium (Si) 70.04%, Karbon (C) 29.96%

Utforsk Silisiumkarbid