Siliciumcarbide

Beschrijving

Siliciumcarbide (SiC) is een chemische verbinding van silicium en koolstof. In de natuur komt het extreem zeldzaam voor als het mineraal moissaniet. Het is een van de hardste bekende materialen, met een Mohs-hardheid van 9,0-9,5, bijna net zo hard als diamant. Het heeft een hoge thermische geleidbaarheid, lage thermische uitzetting en is chemisch inert bij hoge temperaturen. Het kan verschillende kristallijne structuren aannemen (polytypen), waarvan de meest voorkomende alfa-SiC (hexagonaal) en bèta-SiC (kubisch) zijn. De kleur varieert van kleurloos tot groen, blauw, zwart of bruin, afhankelijk van onzuiverheden.

Hoe te identificeren

Kleur

Natuurlijk moissaniet is vaak groenachtig, blauwachtig of zwart. Synthetisch SiC kan variëren van kleurloos tot groen, blauw, zwart of bruin, afhankelijk van de zuiverheid en de aanwezigheid van stikstof (groen/blauw) of aluminium (zwart/bruin).

Glans

Adamantijn tot submetallisch, vaak met een opvallende schittering.

Textuur

Kristallijn, vaak met scherpe, hoekige kristallen in de synthetische vorm. Natuurlijke moissanietkristallen zijn meestal klein en onregelmatig.

Kristalvorm

Hexagonale of kubische kristallen, vaak met platte vlakken en scherpe randen. Synthetische kristallen kunnen plaatvormig of prismatisch zijn.

Splijting

Geen duidelijke splijting, maar een onregelmatige tot conchoïdale breuk.

Geologische omgeving

Natuurlijk moissaniet wordt gevonden in kimberlieten, lamproïeten, als insluitsels in diamanten en in sommige meteorieten. Dit duidt op vorming onder extreem hoge druk en temperatuur in de diepe aardmantel of in de ruimte.

Belangrijke feiten

• Hardheid: 9,0-9,5 op de schaal van Mohs (bijna zo hard als diamant).
• Soortelijk gewicht: 3,21 g/cm³ (voor alfa-SiC).
• Kristalstelsel: Hexagonaal (meest voorkomende polytype, alfa-SiC) of Kubisch (bèta-SiC).
• Kleur: Kleurloos, groen, blauw, zwart, bruin; vaak met iriserende oppervlaktekleuren in synthetische kristallen.
• Glans: Adamantijn tot submetallisch.
• Transparantie: Transparant tot opaak.
• Breuk: Conchoïdaal tot onregelmatig.
• Splijting: Geen duidelijke splijting.
• Samenstelling: Siliciumcarbide (SiC).

Snelle controle

• Kleur: Variabel (kleurloos, groen, blauw, zwart, bruin), vaak met iriserende glans in synthetische vormen.
• Glans: Adamantijn tot submetallisch.
• Streekkleur: Grijs tot groenachtig zwart (zeer moeilijk te verkrijgen vanwege de hardheid).

Fysische kenmerken

• Kristalhabitus: Hexagonale platen, prismatische kristallen, of onregelmatige korrels. Synthetische kristallen kunnen zeer goed gevormd zijn.
• Splijtingstype: Geen.
• Breuktype: Conchoïdaal tot onregelmatig, zeer bros.
• Taaiheid: Bros.
• Glanstype: Adamantijn tot submetallisch.

Vorming

Natuurlijk siliciumcarbide (moissaniet) vormt zich onder extreem hoge temperaturen en drukken. Op Aarde wordt het voornamelijk gevonden in kimberlieten (diamantdragende vulkanische pijpen), lamproïeten en als insluitsels in diamanten, wat duidt op een diepe mantelherkomst. Het is ook een zeldzaam bestanddeel van sommige meteorieten, waar het zich vormt in de stellaire omgeving van koolstofrijke sterren. Synthetisch siliciumcarbide wordt geproduceerd via het Acheson-proces, waarbij kwartszand (SiO2) en cokes (C) worden verhit tot temperaturen boven 2000 °C in een elektrische oven.

Gebruik

Vanwege zijn extreme hardheid, thermische stabiliteit en chemische inertie wordt siliciumcarbide veel gebruikt als schuurmiddel, in slijpschijven, schuurpapier en polijstmiddelen. Het wordt ook gebruikt in vuurvaste materialen, keramiek, pantserplaten, verwarmingselementen, en als halfgeleider in hoogvermogen- en hoogfrequentie-elektronica (bijv. LED's, vermogensdiodes, transistors). De synthetische edelsteenvariant, moissaniet, wordt gebruikt als diamantvervanger in sieraden.

Ouderdomsverdeling

Natuurlijk siliciumcarbide (moissaniet) is extreem zeldzaam en wordt voornamelijk gevonden in meteorieten en in diepe aardmantelgesteenten. De leeftijd varieert sterk afhankelijk van de geologische context, van miljarden jaren in meteorieten tot miljoenen jaren in aardse afzettingen.

Waar te vinden

Zoektips

Vergelijkbare stenen

Wetenschappelijke classificatie

Mineraalklasse

Carbiden

Groep

Siliciumcarbidegroep

Kristalstelsel

Hexagonaal (meest voorkomend) of Kubisch

Chemische formule

SiC

Samenstelling

Silicium (70,04%) en Koolstof (29,96%)

Ontdek Siliciumcarbide