Ciri -ciri asas
1.1 Struktur dan ikatan atom
Aloi silikon-karbon mempamerkan tiga konfigurasi ikatan utama:
Ikatan Si-C kovalen (utama dalam SIC, panjang ikatan ~ 1.89 Å)
Ikatan Si-Si logam (dalam fasa kaya silikon)
SP²/SP³ ikatan CC hibridisasi (kawasan karbon grafit/amorf)
Struktur elektronik menunjukkan:
Sic Bandgap: 2. 3-3. 3 ev (bervariasi oleh polytype)
Fungsi kerja: 4. 5-5. 1 ev (untuk aplikasi semikonduktor)
1.2 sifat termodinamik
Parameter termodinamik utama:
| Harta | Julat nilai |
|---|---|
| Titik lebur (sic) | 2730 ijazah (terurai) |
| Haba khusus (25 darjah) | 0.67-1.25 J/g·K |
| Kekonduksian terma | 120-490 W/m·K |
| Cte (25-1000 ijazah) | 4.0-5.6 × 10⁻⁶/K |
Pertimbangan gambarajah fasa:
Sistem Perduaan Si-C Menunjukkan Eutektik pada 1414 darjah (SI-Rich Side)
SiC stability range: >1700 darjah pada tekanan standard
Teknik Pembuatan Lanjutan
2.1 Kaedah Sintesis Kecaman Tinggi
Proses Acheson (SIC Perindustrian):
Reaksi: sio₂ + 3 c → -sic + 2 co (1900-2500 darjah)
Produk: Hexagonal -SIC (6H, 4H polytypes)
Kawalan Kekurangan:<50 ppm metallic contaminants
Pemendapan wap kimia (gred elektronik):
Prekursor: sih₄ + c₃h₈ pada 1200-1600 ijazah
Kadar Pertumbuhan: 5-50 μm/jam
Ketumpatan kecacatan:<10³ cm⁻² for epitaxial layers
2.2 Pendekatan Nanostructuring
Core-shell Si@C Anode Bahan:
Arkitek: 50-200 nm Si Core dengan 5-20 NM CARBON COATING
Capacity retention: >80% selepas 500 kitaran (vs 20% untuk SI kosong)
Fabrikasi:
RF Sputtering SI
Enkapsulasi karbon CVD
Fungsian permukaan plasma
Perancah berliang 3d:
Porosity: 60-80% (saiz liang 50-500 nm)
Kawasan Permukaan Khusus: 300-800 m²/g
Fabrikasi:
Etching yang dibantu templat
Membekukan pemutus
Sintering laser selektif
Cool tags: Aloi Silicon-Carbon: Gambaran Keseluruhan Teknikal dan Aplikasi Lanjutan, China Silicon-Carbon Alloys: Gambaran Keseluruhan Teknikal dan Pengeluar Aplikasi Lanjutan, Pembekal, Kilang