Δομή και κρυστάλλωση του SiC

Το SiC είναι μια ομοιοπολικά συνδεδεμένη ένωση με ισχυρούς δεσμούς μεταξύ Si-C, έχει δομή διαμαντιού και 75 κρυσταλλικές μορφές. Η βασική δομική μονάδα του πλέγματός του είναι ο ομοιοπολικά συνδεδεμένος τετραεδρικός συντονισμός [SiC4] και [CSi4], και τα τετράεδρα αυτά συναρμολογούνται σε επίπεδες στρώσεις με κοινές ακμές, και οι στρώσεις Αυτά τα τετράεδρα συναρμολογούνται σε επίπεδες στρώσεις με κοινές ακμές, και μία από τις κορυφές της στρώσης συνδέεται με το επόμενο στοιβαγμένο τετράεδρο, έτσι ώστε τα τέσσερα τετράεδρα να συνδέονται σε κάθε γωνία για να ικανοποιείται ο τετρασυντονισμός σε οποιοδήποτε σημείο του σχηματιζόμενου σκελετού. Διάφορες κρυσταλλικές μορφές κρυστάλλων SiC σχηματίζονται με τη στοίβαξη των ίδιων στρωμάτων Si-C αλλά με διαφορετική σειρά. Οι κύριες κρυσταλλικές μορφές είναι 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC και 15R-SiC. Τα σύμβολα C, H και R αντιπροσωπεύουν κυβικές, εξαγωνικές και ρομβοεδρικές εξαεδρικές δομές, αντίστοιχα, και οι αριθμοί πριν από τα C, H και R αντιπροσωπεύουν τον αριθμό των στρωμάτων με επαναλαμβανόμενους κύκλους κατά μήκος του άξονα c. Οι σημαντικότεροι από αυτούς τους κρυσταλλικούς τύπους είναι ο α-SiC και ο β-SiC: ο πρώτος είναι μια υψηλή Η πρώτη είναι μια σταθερή δομή υψηλής θερμοκρασίας και η δεύτερη είναι μια σταθερή δομή χαμηλής θερμοκρασίας. Η μετάβαση από το β-SiC στο α-SiC αρχίζει στους 2100°C και πραγματοποιείται γρήγορα στους 2400°C. Το SiC δεν έχει σημείο τήξης και έχει θερμοκρασία αποσύνθεσης 2830°C σε πίεση 0,1 MPa.
για το κεραμικό καρβίδιο του πυριτίου, η μοναδιαία κυψελίδα στην κρυσταλλική δομή του SiC αποτελείται από πανομοιότυπα τετράεδρα Si-C με το άτομο Si στο κέντρο να περιβάλλεται από άτομα C. Όλες οι δομές αποτελούνται από [SiC4] τετράεδρα στοιβαγμένα, τα οποία διαφέρουν μόνο ως προς το αν είναι συνδεδεμένα παράλληλα ή αντιπαράλληλα. Το καθαρό SiC είναι άχρωμο και διαφανές, γενικά μαύρο λόγω των προσμίξεων, ενώ μπορεί να ληφθεί πράσινο SiC όταν το υπόλοιπο C απομακρύνεται πριν από την πυροσυσσωμάτωση.