SiC'in Yapısı ve Kristalizasyonu

SiC, Si-C arasında güçlü bağlara sahip kovalent bağlı bir bileşiktir, elmas yapısına sahiptir ve 75 kristal formuna sahiptir. Kafesinin temel yapısal birimi kovalent bağlı [SiC4] ve [CSi4] tetrahedral koordinasyonudur ve bu tetrahedralar ortak kenarlı düzlemsel katmanlar halinde birleştirilir ve katmanlar Bu tetrahedralar ortak kenarlı düzlemsel katmanlar halinde birleştirilir ve katmandaki köşelerden biri bir sonraki istiflenmiş tetrahedrona bağlanır, böylece dört tetrahedra, oluşturulan iskeletin herhangi bir noktasında tetrakoordinasyonu sağlamak için her köşeye bağlanır. SiC kristallerinin çeşitli kristal formları, aynı Si-C katmanlarının farklı sıralarda istiflenmesiyle oluşur. Ana kristal formları 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC ve 15R-SiC'dir. C, H ve R sembolleri sırasıyla kübik, altıgen ve rombohedral altı yüzlü yapıları temsil eder ve C, H ve R'den önceki sayılar c ekseni boyunca tekrar eden döngülere sahip katman sayısını temsil eder. Bu kristal türlerinin en önemlileri α-SiC ve β-SiC'dir: ilki yüksek, ikincisi ise düşük sıcaklıkta kararlı bir yapıdır. β-SiC'den α-SiC'ye geçiş 2100°C'de başlar ve 2400°C'de hızla gerçekleşir. SiC'nin erime noktası yoktur ve 0,1 MPa basınçta 2830°C ayrışma sıcaklığına sahiptir.
Silisyum karbür seramik için, SiC kristal yapısındaki birim hücre, merkezdeki Si atomunun C atomları ile çevrili olduğu özdeş Si-C tetrahedralarından oluşur. Tüm yapılar, yalnızca paralel veya antiparalel bağlanmış olmaları bakımından farklılık gösteren, üst üste dizilmiş [SiC4] tetrahedralarından oluşur. Saf SiC renksiz ve şeffaftır, genellikle safsızlıklardan dolayı siyahtır, sinterlemeden önce kalıntı C çıkarıldığında yeşil SiC elde edilebilir.