Quelltext der Seite Siliciumcarbid

{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel   = [[Datei:Silicon-carbide-3D-balls.png|200px|Strukturformel von Siliciumcarbid]]
| Strukturhinweis = {{Farbe|#000000|Kreis=1}} [[Kohlenstoff|C]] {{0}} {{Farbe|#8C8C8C|Kreis=1}} [[Silicium|Si]]
| Kristallstruktur = Ja
| Suchfunktion     = SiC CSi
| Andere Namen     = * Karborund
* Karborundum
* Siliziumcarbid
* Siliziumkarbid
* {{INCI|Name=SILICON CARBIDE |ID=58519 |Abruf=2020-05-04}}
| Summenformel     = SiC
| CAS              = {{CASRN|409-21-2}}
| EG-Nummer        = 206-991-8
| ECHA-ID          = 100.006.357
| PubChem          = 9863
| ChemSpider       = 9479
| Beschreibung     = in reinstem Zustand farblose, hexagonale und rhomboedrische, meist blättrig ausgebildete Kristalltafeln<ref name="roempp">{{RömppOnline|ID=RD-19-02445|Name=Siliciumcarbid|Abruf=2014-12-09}}</ref>
| Molare Masse     = 40,10&nbsp;g·[[mol]]<sup>−1</sup>
| Aggregat         = fest
| Dichte           = 3,21&nbsp;g·cm<sup>−3</sup><ref name="GESTIS" />
| Schmelzpunkt     = Zersetzung > 2300 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="GESTIS" />
| Siedepunkt       = 
| Löslichkeit      = praktisch unlöslich in Wasser<ref name="GESTIS" />
| Quelle GHS-Kz    = <ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Siliciumcarbid|ZVG=4700|CAS=409-21-2|Abruf=2021-11-01}}</ref>
| GHS-Piktogramme  = {{GHS-Piktogramme|-}}
[[#SiC-Fasern|weitere Einstufungen für SiC-Fasern]]
| GHS-Signalwort   = 
| H                = {{H-Sätze|-}}
| EUH              = {{EUH-Sätze|-}}
| P                = {{P-Sätze|-}}
| Quelle P         = <ref name="GESTIS" />
| MAK              = Schweiz:
* 3&nbsp;mg·m<sup>−3</sup> (gemessen als [[alveolengängiger Staub]])<ref name="SUVA">{{SUVA-MAK |Name=Siliciumcarbid (non fibrous) |CAS-Nummer=409-21-2 |Abruf=2024-12-30}}</ref>
* 10&nbsp;mg·m<sup>−3</sup> (gemessen als [[einatembarer Staub]])<ref name="SUVA" />
}}

'''Siliciumcarbid''' ([[Trivialname]]: ''Karborund''; andere Schreibweisen: ''Siliziumcarbid'' und ''Siliziumkarbid'') ist eine zur Gruppe der [[Carbide]] gehörende [[chemische Verbindung]] aus [[Silicium]] und [[Kohlenstoff]]. Die [[chemische Formel]] ist SiC. Als Mineral kommt es natürlich als [[Moissanit]] vor, ist aber sehr selten und verunreinigt. Die technisch verwendeten Mengen werden darum im Allgemeinen synthetisch hergestellt. Die technische Herstellung von Siliziumcarbid erfolgte 1893 im [[Acheson-Verfahren]], noch bevor natürliches Siliziumcarbid 1904 durch [[Henri Moissan]] im [[Canyon Diablo (Meteorit)|Canyon-Diablo-Meteorit]] gefunden wurde.

== Vorkommen ==
[[Datei:Moissanite-USGS-20-1002b.jpg|mini|Moissanit (SiC)]]
Siliciumcarbid kommt als seltenes Mineral vor. Die Entstehungsbedingungen sind vergleichbar mit denen von [[Diamant]], so dass die beiden Minerale mitunter vergesellschaftet vorkommen. Wichtigere Fundorte sind verschiedene Meteoriten. Als erstes fand [[Henri Moissan]] 1904 das Mineral in Proben des [[Barringer-Krater]], dem Einschlagskrater des [[Canyon Diablo (Meteorit)|Canyon-Diablo-Meteoriten]] im US-Bundesstaat Arizona. Nach ihm wurde das Mineral [[Moissanit]] benannt.

== Herstellung ==
Noch bevor SiC als Mineral gefunden wurde, konnte es in den 1890er-Jahren von [[Edward Goodrich Acheson]] als Schleifmittel hergestellt werden. Er nannte das Material ''Carborundum''. Das Herstellungsverfahren wird nach ihm [[Acheson-Verfahren]] genannt.

2020 wurden weltweit circa 1 Million Tonnen Siliciumcarbid hergestellt, größtes Erzeugerland mit einem Weltmarktanteil von 45 % war die [[Volksrepublik China]]. Einen Überblick über die globale Verteilung der Silicumcarbidherstellung gibt die folgende Tabelle (Stand 2021):<ref name="usgs_2022">[https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2022/mcs2022-abrasives.pdf U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, Abrasives 2022]</ref>
{| class="wikitable sortable"
! Land
! Menge<br>(in 1000 t)
|-
| {{BRA}} || style="text-align:right" | 40
|-
| {{CHN}} || style="text-align:right" | 450
|-
| {{DEU}} || style="text-align:right" | 35
|-
| {{FRA}} || style="text-align:right" | 20
|-
| {{IND}} || style="text-align:right" | 5
|-
| {{JPN}} || style="text-align:right" | 60
|-
| {{MEX}} || style="text-align:right" | 45
|-
| {{NOR}} || style="text-align:right" | 80
|-
| {{VEN}} || style="text-align:right" | 30
|-
| {{USA}} || style="text-align:right" | 40
|-
| {{UNO|#}} Andere Länder || style="text-align:right" | 200
|-
| '''Summe (gerundet)''' || style="text-align:right" | '''1000'''
|}

=== Technische Siliciumcarbide/SiC-Keramiken ===
Die typischen Eigenschaften kommen bei den Werkstoffvarianten unterschiedlich stark zum Tragen. Je nach Herstellungstechnik muss bei Siliciumcarbidkeramiken zwischen artfremdgebundenen und arteigengebundenen Keramiken unterschieden werden, sowie zwischen offenporöser und dichter Keramik:

* offenporige Siliciumcarbidkeramiken
** silikatisch gebundenes Siliciumcarbid
** rekristallisiertes Siliciumcarbid ([[#Rekristallisiertes Siliciumcarbid (RSiC)|RSiC]])
** nitrid- bzw. oxynitridgebundenes Siliciumcarbid (NSiC)
* dichte Siliciumcarbidkeramiken
** reaktionsgebundenes, siliciuminfiltriertes Siliciumcarbid (SiSiC)
** gesintertes Siliciumcarbid (SSiC)
** heiß (isostatisch) gepresstes Siliciumcarbid (HpSiC, HipSiC)
** flüssigphasengesintertes Siliciumcarbid (LPSSiC)

Art und Anteil der Bindungsarten sind entscheidend für die jeweiligen charakteristischen Eigenschaften der Siliciumcarbidkeramiken.

=== Acheson-Verfahren ===
Beim [[Acheson-Verfahren]] (nach [[Edward Goodrich Acheson]]) werden in großen Becken lange, in pulverisierten Koks eingebettete und mit Sand bedeckte Kohlenstoff-Formkörper durch elektrischen Stromfluss auf 2200–2400&nbsp;°C erhitzt. In einer endothermen Reaktion entsteht so hexagonales α-Siliciumcarbid.

:<math>\mathrm{SiO_2+3\,C+ 625{,}1 kJ \longrightarrow \alpha\!-\!SiC + 2\,CO}</math>

=== CVD-Verfahren ===
Mit der [[Chemische Gasphasenabscheidung|chemischen Gasphasenabscheidung]] (engl. {{lang|en|''chemical vapour deposition''}}, CVD), einem Beschichtungsverfahren, lässt sich ebenfalls SiC darstellen. Als Ausgangsstoffe werden dabei chlorhaltige [[Carbosilane]] mit der chemischen Grundformel:

:<math>\mathrm{C_n H_{2n+1} Si_n Cl_{2n+1}\,}</math>

verwendet.
Sinnvollerweise sind dies auch Stoffe, die bei Raum- oder leicht erhöhten Temperaturen gasförmig sind, wie zum Beispiel das [[Methyl-Trichlor-Silan]] (MTS, CH<sub>3</sub>SiCl<sub>3</sub>) mit einem Siedepunkt von 70&nbsp;°C.

Bei der Abscheidung unter hohen Temperaturen und mit Wasserstoff als Katalysatorgas bildet sich auf den heißen Oberflächen beta-SiC und HCl muss als Abgas entsorgt werden.

Einkristallines SiC wird durch CVD-[[Epitaxie]] oder durch Sublimation von polykristallinem SiC in einem [[Temperaturgradient]]en erzeugt (PVT-Verfahren, modifizierte Lely-Methode).<ref>purdue.edu: {{Webarchiv |url=http://www.ecn.purdue.edu/WBG/Introduction/exmatec.html |text=History and Status of Silicon Carbide Research |wayback=20100719140957}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Andrey S. Bakin |Titel=SiC Homoepitaxy and Heteroepitaxy |Sammelwerk=SiC Materials and Devices |Reihe=Selected Topics in Electronics and Systems |BandReihe=Volume 40 |Band= |Verlag=World Scientific |Datum=2006 |ISBN=978-981-256-835-9 |Seiten=43–76 |DOI=10.1142/9789812773371_0002}}</ref>

=== Silicatisch gebundenes Siliciumcarbid ===
Silicatisch gebundenes Siliciumcarbid wird aus groben und mittelfeinen SiC-Pulvern hergestellt und mit ca. 5–15 % aluminosilicatischer Bindematrix unter Luftatmosphäre gebrannt. Die Festigkeiten, Korrosionsbeständigkeiten und vor allem die Hochtemperatureigenschaften werden durch die silicatische Bindematrix bestimmt und liegen daher unterhalb der nichtoxidisch gebundenen SiC-Keramiken. Bei sehr hohen Einsatztemperaturen beginnt die silicatische Bindematrix zu erweichen, der Werkstoff verformt sich unter Last bei hohen Temperaturen. Vorteil ist sein vergleichsweise geringer Herstellungsaufwand.

Typische Anwendung findet dieser Werkstoff überall dort, wo Mengen und eine kostengünstige Herstellung ausschlaggebend sind, z.&nbsp;B. als Tellerkapsel beim [[Porzellan]]brand.

=== Rekristallisiertes Siliciumcarbid (RSiC) ===
RSiC ist ein reiner Siliciumcarbidwerkstoff mit ca. 11–15 % offener Porosität. Diese Keramik wird bei sehr hohen Temperaturen von 2300 bis 2500&nbsp;°C gebrannt, wobei sich ein [[Gemisch]] aus feinstem und grobem Pulver schwindungsfrei zu einer kompakten SiC-Matrix umwandelt. Bedingt durch seine offene Porosität hat das RSiC im Vergleich zu den dichten Siliciumcarbidkeramiken geringere Festigkeiten.

RSiC zeichnet sich infolge seiner Porosität durch eine hervorragende Temperaturwechselbeständigkeit aus. Die schwindungsfreie Brenntechnik erlaubt analog zum SiSiC die Herstellung großformatiger Bauteile, die vorwiegend als hoch belastbare [[Brennhilfsmittel]] (Balken, Rollen, Platten etc.) zum Beispiel beim [[Porzellan]]brand eingesetzt werden. Bedingt durch seine offene Porosität ist diese Keramik nicht dauerhaft oxidationsbeständig und unterliegt als Brennhilfsmittel oder auch als Heizelement einer gewissen Korrosion. Die maximale Anwendungstemperatur liegt bei rund 1600&nbsp;°C.

=== Nitridgebundenes Siliciumcarbid (NSiC) ===
NSiC ist ein poröser [[Werkstoff]], mit 10–15 % [[Porosität]] und davon 1–5 % offener Porosität, der schwindungsfrei hergestellt wird, indem ein [[Formkörper]] aus SiC-Granulat und Si-Metallpulver in einer [[Stickstoff]]atmosphäre bei ca. 1400&nbsp;°C nitridiert. Dabei wandelt sich das anfänglich metallische Silicium zu Siliciumnitrid um und bildet damit eine Bindung zwischen den SiC-Körnern aus. Anschließend wird das Material oberhalb 1200&nbsp;°C einer oxidierenden Atmosphäre ausgesetzt. Das bewirkt die Entstehung einer dünnen Oxidationsschutzschicht in Form einer Glasschicht an der Oberfläche.

Die Siliciumnitridmatrix bewirkt, dass Werkstücke aus NSiC durch [[Nichteisenmetall]][[schmelze]]n schlecht benetzbar sind. Wegen seiner gegenüber RSiC geringeren Porengröße weist NSiC eine deutlich höhere Biege[[bruchfestigkeit]] sowie eine bessere Oxidationsbeständigkeit auf und unterliegt aufgrund seiner besseren Oberflächenbeständigkeit keiner Verformung über die Einsatzdauer hinweg. Dieser Werkstoff ist hervorragend als hoch belastbares [[Brennhilfsmittel]] bis 1500&nbsp;°C geeignet.

=== Reaktionsgebundenes siliciuminfiltriertes Siliciumcarbid (SiSiC) ===
SiSiC besteht zu 85–94 % aus SiC und entsprechend aus 15–6 % metallischem Silicium. SiSiC besitzt praktisch keine Rest[[porosität]]. Dies wird erreicht, indem ein Formkörper aus Siliciumcarbid und Kohlenstoff mit metallischem Silicium infiltriert wird. Die Reaktion zwischen flüssigem Silicium und dem Kohlenstoff führt zu einer SiC-Bindungsmatrix, der restliche Porenraum wird mit metallischem Silicium aufgefüllt. Vorteil dieser Herstellungstechnik ist, dass im Gegensatz zu den [[Sintern|Pulversintertechniken]] die Bauteile während des Silicierungsprozesses keine [[Schwindung]] erfahren. Daher können außerordentlich große Bauteile mit präzisen Abmessungen hergestellt werden. Der Einsatzbereich des SiSiC ist aufgrund des [[Schmelzpunkt]]es des metallischen Siliciums auf ca. 1400&nbsp;°C begrenzt. Bis zu diesem Temperaturbereich weist SiSiC hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, verbunden mit guter Temperaturwechselbeständigkeit und Verschleißbeständigkeit auf. SiSiC ist daher prädestiniert als Werkstoff für hoch belastete Brennhilfsmittel (Balken, Rollen, Stützen etc.) und verschiedenste Brennerbauteile für direkte und indirekte [[Verbrennung (Chemie)|Verbrennung]] (Flammrohre, Rekuperatoren und Strahlrohre).

Es findet aber auch im Maschinenbau bei hoch verschleißfesten und [[korrosion]]sbeständigen Bauteilen (Gleitringdichtungen) Anwendung.

In basischen Medien wird das freie Silicium chemisch jedoch korrosiv angegriffen, was an der Bauteiloberfläche zu Einkerbungen führt. Dadurch wird wegen der Kerbempfindlichkeit und geringen [[Bruchzähigkeit]] dieser Keramik die Festigkeit des Bauteils geschwächt.

=== Drucklos gesintertes Siliciumcarbid (SSiC) ===
SSiC wird aus gemahlenem SiC-Feinstpulver hergestellt, das mit Sinteradditiven versetzt, in den keramiküblichen [[Formgebung]]svarianten verarbeitet und bei 2000 bis 2200&nbsp;°C unter [[Schutzgas]] gesintert wird. Neben feinkörnigen Varianten im Mikrometerbereich sind auch grobkörnige mit Korngrößen bis 1,5&nbsp;mm erhältlich. SSiC zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit aus, die bis zu sehr hohen Temperaturen (ca. 1600&nbsp;°C) nahezu konstant bleibt.

Dieser Werkstoff weist eine extrem hohe [[Korrosion]]sbeständigkeit gegenüber sauren und basischen Medien auf, denen er ebenfalls bis zu sehr hohen Temperaturen standhalten kann. Diese Eigenschaften werden durch eine hohe [[Thermoschock|Temperaturwechselbeständigkeit]], hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe [[Verschleiß]]beständigkeit und eine diamantähnliche Härte ergänzt.

Das SSiC ist daher für Anwendungen mit extremen Ansprüchen prädestiniert, z.&nbsp;B. für Gleitring[[Dichtung (Technik)|dichtungen]] in Chemie[[pumpe]]n, [[Lager (Maschinenelement)#Gleitlager|Gleitlagern]], Hochtemperaturbrennerdüsen oder auch [[Brennhilfsmittel]] für sehr hohe Anwendungstemperaturen.
Die Verwendung von SSiC mit Grafiteinlagerungen steigert die Leistung von [[Tribologie|Tribosystemen]].

=== Heiß gepresstes Siliciumcarbid (HPSiC) ===
Heiß gepresstes Siliciumcarbid (HPSiC) sowie heiß [[isostatisch]] gepresstes Siliciumcarbid (HIPSiC) weisen gegenüber dem drucklos gesinterten SSiC sogar noch höhere mechanische Kennwerte auf, da die Bauteile durch die zusätzliche Anwendung von mechanischen Pressdrücken bis zu ca. 2000&nbsp;bar während des Sintervorganges nahezu porenfrei werden. Die axiale (HP) bzw. die isostatische (HIP) [[Presse (Maschine)|Presstechnik]] beschränkt die zu fertigenden Bauteile auf relativ einfache bzw. kleine Geometrien und bedeutet zusätzlichen Aufwand gegenüber dem drucklosen Sintern. HPSiC bzw. HIPSiC finden daher ausschließlich Anwendung in Bereichen extremer Beanspruchung.

=== Flüssigphasengesintertes Siliciumcarbid (LPSSiC) ===
LPSSiC ist ein dichter Werkstoff, der SiC und eine oxinitridische SiC-Mischphase sowie eine oxidische Sekundärphase enthält. Der Werkstoff wird aus Siliciumcarbidpulver und variierenden Mischungen von oxidkeramischen Pulvern, oft auf der Basis von [[Aluminiumoxid]] und [[Yttriumoxid]], hergestellt. Dabei sind die oxidischen Bestandteile für die gegenüber SSiC etwas höhere Dichte verantwortlich. Die Bauteile werden in einem Drucksinterverfahren bei einem Druck von 5–30&nbsp;MPa und einer Temperatur von über 1950&nbsp;°C verdichtet.

Der Werkstoff zeichnet sich durch die feine SiC-Kristallitgröße und dadurch, dass er praktisch porenfrei ist, durch sehr hohe Festigkeit und eine (im Vergleich zu den übrigen Siliciumcarbid-Varianten) etwas höhere [[Bruchzähigkeit]] aus. LPSiC liegt somit von den mechanischen Eigenschaften her gesehen zwischen dem SSiC und [[Siliciumnitrid]].

=== SiC-Fasern ===
{{Infobox Gefahrstoffkennzeichnung
| Name              = Siliciumcarbidfasern (mit Durchmesser <&nbsp;3&nbsp;μm, Länge >&nbsp;5&nbsp;μm und Seitenverhältnis ≥&nbsp;3:1)
| CAS               = {{CASRN|409-21-2}}
| EG-Nummer         = 206-991-8
| ECHA-ID           = 
| Quelle GHS-Kz     = <ref name="GESTIS_Fasern">{{GESTIS |ZVG=4701 |Name=Siliciumcarbidfasern (mit Durchmesser <&nbsp;3&nbsp;μm, Länge >&nbsp;5&nbsp;μm und Seitenverhältnis ≥&nbsp;3:1) |Abruf=2022-03-02}}</ref>
| GHS-Piktogramme   = {{GHS-Piktogramme|08}}
| GHS-Signalwort    = Gefahr
| CLH               = {{CLH-ECHA|ID=100.006.357 |Name=Siliciumcarbidfasern (mit Durchmesser <&nbsp;3&nbsp;μm, Länge >&nbsp;5&nbsp;μm und Seitenverhältnis ≥&nbsp;3:1) |Abruf=2022-03-02}}
| H                 = {{H-Sätze|350i}}
| EUH               = {{EUH-Sätze|-}}
| P                 = {{P-Sätze|?}}
| Quelle P          = <!--<ref name="Quellname" /> -->
}}

SiC-Fasern (''Nicalon'') werden ausgehend von [[Dichlordimethylsilan]] hergestellt. Dieses polymerisiert zu [[Polydimethylsilan]], welches beim Erhitzen unter Kondensation und Abspaltung von Chlor zu [[Polycarbosilan]] umlagert. Daraus werden Fasern gezogen, die später in Siliciumoxycarbidfasern [[Pyrolyse|pyrolysiert]] werden.<ref>{{Literatur |Autor=Hermann Salmang, Horst Scholze |Titel=Keramik |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2007 |ISBN=978-3-540-49469-0 |Seiten=510 |Online={{Google Buch | BuchID = eLcfBAAAQBAJ | Seite = 510 | Hervorhebung = Siliciumoxycarbidfasern }}}}</ref>

SiC-Fasern mit einem Durchmesser von weniger als 3 [[Meter#Mikrometer|Mikrometern]], einer Länge von mehr als 5 Mikrometern und einem Seitenverhältnis von mindestens 3:1 wurden von der EU als [[krebserzeugend]] beim Einatmen eingestuft.<ref name="CLP_100.006.357" />

=== Verbundwerkstoffe ===
Die Entwicklung einer speziellen kohlenfaserverstärkten Siliciumcarbid-[[Keramischer Faserverbundwerkstoff|Verbundkeramik]] (oft auch englisch als {{lang|en|''ceramic matrix composites''}}, CMC, bezeichnet) durch das [[Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt|Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt]] (DLR) in Stuttgart hat zu neuartigen [[Hitzeschutzkachel]]n für Raumfahrzeuge geführt. Der letzte große Praxistest für dieses Material und andere faserverstärkte Keramiken fand bei dem europäischen Projekt [[SHEFEX]] ({{lang|en|''Sharp Edge Flight Experiment''}})<ref>[https://www.dlr.de/Desktopdefault.aspx/tabid-1278/1749_read-2188/1749_page-2/ Flugexperiment SHEFEX erfolgreich gestartet]</ref> 2005 in Norwegen statt. Der gleiche Werkstoff findet inzwischen auch Verwendung als Bremsscheibenmaterial in hochpreisigen Sportwagen. Mit Siliciumcarbidfasern verstärkte Siliciumcarbid-Verbundkeramik der [[MT Aerospace AG]] wird schon seit 1994 als Wellenschutzhülse in wassergeschmierten Gleitlagern von Großpumpen verschiedener Pumpenhersteller eingesetzt. Durch die Einbettung mit Fasern erhält der Werkstoff eine deutlich höhere Bruchzähigkeit, die im Bereich von Metallen wie zum Beispiel Grauguss liegt.

Der Markenname ''Cesic'' bezeichnet einen isotropen [[#Reaktionsgebundenes siliciuminfiltriertes Siliciumcarbid (SiSiC)|SiSiC]]-Werkstoff. Kurze Kohlenstofffasern werden mit einem [[Phenolharz]] zu Formkörpern verpresst und pyrolysiert. Der [[Grünkörper]] ist porös und lässt sich auf Maß bearbeiten. Anschließend reagiert der Formkörper im Vakuum oberhalb 1600&nbsp;°C über Silicium-Flüssigphaseninfiltration nahezu formstabil zu SiC. Bei Raumtemperatur beträgt der thermische [[Ausdehnungskoeffizient|Längenausdehnungskoeffizient]] weniger als 3·10<sup>−6</sup>&nbsp;K<sup>−1</sup>, ungefähr einem Zehntel des Wertes von [[Aluminium]].

== Eigenschaften ==
=== Physikalische Eigenschaften ===
[[Datei:Siliciumcarbid.jpg|mini|rechts|Siliciumcarbid]]
Hochreines Siliciumcarbid ist farblos. Technisches Siliciumcarbid ist schwarz und metallisch glänzend bis grün (wg. Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-Verunreinigung) und nimmt mit zunehmender Reinheit Farbtöne bis Flaschengrün an. Die Güte wird durch die Auswahl der Rohstoffe, Sand und [[Petrolkoks]] erreicht, besonders muss für SiC-grün die Verunreinigung mit [[Aluminiumoxid]] vermieden werden. Seine Dichte beträgt 3,217&nbsp;g·cm<sup>−3</sup>. SiC-grün ist „weicher“ als dunkles SiC und wird wegen des sehr viel höheren Preises nur für spezielle Anwendungen hergestellt.

Siliciumcarbid ist bei Temperaturen über 800&nbsp;°C gegen [[Sauerstoff]] relativ oxidationsbeständig durch Bildung einer passivierenden Schicht aus [[Siliciumdioxid]] (SiO<sub>2</sub>, „passive Oxidation“). Bei Temperaturen oberhalb von ca. 1600&nbsp;°C und gleichzeitigem Sauerstoffmangel ([[Partialdruck]] unter ca. 50&nbsp;[[mbar]]) bildet sich nicht das glasige SiO<sub>2</sub>, sondern das gasförmige SiO; eine Schutzwirkung ist dann nicht mehr gegeben, und das SiC wird rasch verbrannt („aktive Oxidation“).

Es zeigt eine hohe [[Härte|Mohs-Härte]] von 9,6 und 2600 nach Vickers und Knoop, gute [[Wärmeleitfähigkeit]] (reines SiC ca. 350&nbsp;W/(m·K) technisches SiC ca. 100–140&nbsp;W/(m·K), je nach Herstellungsverfahren) und [[Halbleiter]]-Eigenschaften. Die [[Bandlücke]] liegt dabei mit 2,39&nbsp;[[Elektronenvolt|eV]] (''3C''-SiC) bis 3,33&nbsp;eV (''2H''-SiC) zwischen der von [[Silicium]] (1,1&nbsp;eV) und der von [[Diamant]] (5,5&nbsp;eV).<ref name="WBS2007">{{Literatur |Autor=K. Takahashi, A. Yoshikawa, A. Sandhu |Titel=Wide Bandgap Semiconductors: Fundamental Properties and Modern Photonic and Electronic Devices |Verlag=Springer-Verlag |Ort=New York |Datum=2007}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=C. Persson, U. Lindefelt |Titel=Detailed band structure for 3C-, 2H-, 4H-, 6H-SiC, and Si around the fundamental band gap |Sammelwerk=[[Phys. Rev. B]] |Band=54 |Nummer=15 |Datum=1996 |Seiten=10257–10260 |DOI=10.1103/PhysRevB.54.10257}}</ref>

In [[Schutzgas]] oder [[Vakuum]] kann es nicht zum Schmelzen gebracht werden, sondern es zersetzt sich: nach älteren Daten bei ca. 2700&nbsp;°C (1986) oder 2830&nbsp;°C (1988), nach neueren Daten (1998) allerdings erst bei 3070&nbsp;°C.
{{Absatz|links}}

=== Phasen ===
Der Stoff ist im Aufbau und den Eigenschaften ähnlich wie [[Diamant]], da sich Silicium und Kohlenstoff in derselben Hauptgruppe und benachbarten Perioden des [[Periodensystem]]s befinden und der Atomdurchmesser von Silicium nur leicht größer ist. Eine Besonderheit von SiC ist seine [[Polytypie]]: Es existiert in vielen unterschiedlichen [[Phase (Materie)|Phasen]], die sich in ihrer atomaren Struktur unterscheiden.
Bei allen bisher bekannten Polytypen von SiC ist jedes Silicium-Atom durch [[kovalente Bindung]]en mit vier Kohlenstoff-Atomen verknüpft und umgekehrt, sie haben daher einen tetraedrischen Aufbau.<ref name="Ching2006">{{Literatur |Autor=W. Y. Ching, Y. N. Xu, P. Rulis, L. Ouyang |Titel=The electronic structure and spectroscopic properties of 3C, 2H, 4H, 6H, 15R and 21R polymorphs of SiC |Sammelwerk=[[Materials Science & Engineering A]] |Band=422 |Nummer=1–2 |Datum=2006 |Seiten=147–156 |DOI=10.1016/j.msea.2006.01.007}}</ref>

Die sogenannte [[Würfel (Geometrie)|kubische]] Phase β-SiC (aufgrund ihrer ''abc''-Schichtenfolge auch ''3C'' genannt) kristallisiert in einer [[Sphalerit|Zinkblende]]-Struktur, die mit der von [[Diamant]] verwandt ist. Sehr seltenes, natürlich vorkommendes Siliciumcarbid wird [[Moissanit]] genannt und ist Diamanten in vielfältiger Hinsicht zum Verwechseln ähnlich. Die anderen Polytypen besitzen eine [[hexagonal]]e oder rhomboedrische (15R-SiC, 21R-SiC etc.) Struktur, wobei die hexagonalen Typen insgesamt am häufigsten auftreten. Die einfachste hexagonale Struktur (auch α-SiC genannt) ist [[Wurtzit]]-artig und wird aufgrund der ''ab''-Schichtenfolge auch als ''2H'' bezeichnet.<ref>Martin Hundhausen: {{Toter Link|url=http://www.tp2.physik.uni-erlangen.de/forschung/ramanspektroskopie-an-sic.shtml#poly |date=2017-12-08 |text=''Polytypismus von SiC.'' }} (Abbildung zur Struktur von 3C- und 2H-SiC)</ref> Häufiger anzutreffen und technologisch am bedeutsamsten sind die Polytypen ''4H'' und ''6H'' (Schichtenfolge ''abcb'' und ''abcacb''), die eine Mischung aus dem rein hexagonalen ''2H''-Polytyp und dem rein kubischen Polytyp ''3C'' darstellen und häufig ebenfalls als α-SiC bezeichnet werden. Dabei befinden sich eingebettet zwischen zwei hexagonalen Schichten eine (''4H'') bzw. zwei (''6H'') kubische Schichten.

<gallery widths="300" heights="200">
 SiC-alpha-pV.svg|Molvolumen von α-SiC (6H, Moissanit) als Funktion des Drucks bei Zimmertemperatur
 SiC-beta-pV.svg|Molvolumen von β-SiC (3C) als Funktion des Drucks bei Zimmertemperatur
</gallery>

== Verwendung ==
=== Mechanik ===
In der Technik wird Siliciumcarbid aufgrund seiner Härte und der hohen Temperaturstabilität als [[Läppmittel]] (Carborundum, z.&nbsp;B. für optische [[Spiegel]] und [[Linse (Optik)|Linsen]]) und als Komponente für Feuerfeststoffe verwendet. Siliciumcarbidkörner in einer Kunstharzmatrix verstärkt mit Glasfasern werden in [[Trennscheibe (Werkzeug)|Trennscheiben]] für [[Winkelschleifer]] verwendet. Große Mengen an weniger reinem SiC werden als ''metallurgisches'' SiC zur Legierung von Gusseisen mit Silicium und Kohlenstoff verwendet. In Mischung mit anderen Materialien dient es als Hartbetonzuschlagsstoff, um Industrieböden abriebfest und [[Bunker]] oder [[Tresor]]räume widerstandsfähig zu machen. Ringe an hochwertigen [[Angelrute]]n werden aus SiC gefertigt. Die Härte des Materials verhindert, dass die [[Angelschnur]] unter hohen Belastungen eine Kerbe in den Ring einschneidet und schließlich durch Abrieb zerreißt. [[Bremsscheibe]]n werden aus [[kohlenstofffaser]]verstärkter SiC-Keramik hergestellt.

=== Heizelemente ===
[[Heizelement]]e aus Siliciumcarbid eignen sich für höhere Temperaturen besser als solche aus Metall und wurden ab 1904 von Siemens in Lichtenberg (später [[VEB Elektrokohle Lichtenberg|EKL]]) hergestellt. Die Anwendung erfolgt auch als [[Nichtleiter|Isolator]] von [[Brennelement]]en in [[Hochtemperaturreaktor]]en.

=== Optik ===
SiC wird als Läppmittel zur Fertigung optischer Elemente eingesetzt. Das Material selbst wird zu hochpräzisen Spiegeln verarbeitet. Dank seiner geringen [[Wärmeausdehnung]] wird es in [[Weltraumteleskop]][[Teleskopspiegel|spiegeln]] verwendet. Die Spiegel des Astrometrie-Weltraumteleskops [[Gaia (Raumsonde)|Gaia]] wurden aus leichten, stabilen und vorgeschliffenen Grundkörpern aus gesintertem SiC gefertigt, auf dem eine weitere SiC-CVD-Schicht aufgebracht und poliert wurde, um die gewünschte optische Qualität zu erhalten.<ref>ESA Science & Technology: [https://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=46271 First Gaia mirrors completed]</ref> Zum Schluss wurden die Spiegel mit einer reflektierenden Silberschicht versehen. Das größte gefügte Einzelstück, das je gefertigt wurde, ist der aus 12 Segmenten [[Löten|zusammengelötete]] 3,5&nbsp;m große Spiegel des Weltraumteleskops [[Herschel-Weltraumteleskop|Herschel]].<ref>Ditrich Lemke: ''Das Weltraumteleskop Herschel vor dem Start.'' In: ''Sterne und Weltraum.'' Band 47, Nr. 1, Januar 2008, S. 36–46.</ref><ref>ESA: [https://www.esa.int/esaSC/SEMM848X9DE_index_0.html Giant Herschel telescope assembled].</ref> Dabei stand besonders die Gewichtseinsparung im Vordergrund. Gegenüber einem Gewicht von 1,5&nbsp;Tonnen bei Herstellung in Standardtechnik wog dieser Spiegel nur 350&nbsp;kg.<ref>[http://www.space-airbusds.com/de/programme/herschel-xr0.html Herschel – Ein alles revolutionierendes Weltraumteleskop] bei [[Airbus Defence and Space]] Abruf 1.&nbsp;September 2016</ref> Das größte Einzelstück sollte der 1,5&nbsp;m Hauptspiegel des [[GREGOR]]-Teleskops aus dem im Silicierverfahren hergestellten [[#Verbundwerkstoffe|Verbundwerkstoff]] Cesic werden, der sich allerdings technologisch nicht umsetzen ließ.<ref>{{Literatur |Autor = F. Kneer |Titel = Hopes and expectations with GREGOR |Sammelwerk = Astronomische Nachrichten |Band = 333 |Datum = 2012-11-01 |Seiten = 790 |DOI= 10.1002/asna.201211726}}</ref>

=== Halbleitermaterial ===
Siliciumcarbid ist ein [[Polytypie|polytypes]] Material, einige Polytype weisen jedoch eine Bandlücke von bis zu 3,33&nbsp;eV (''2H''-SiC) auf und SiC ist damit ein [[Halbleiter mit breitem Bandabstand]]. Halbleiter dieser Art erlauben die Fertigung der ersten blauen [[Leuchtdiode]]n (LED) mit [[Wellenlänge]]n von 460–470&nbsp;nm, dies entspricht einen Bandabstand von rund 2,65&nbsp;eV. Bereits 1907 entdeckte der englische Wissenschaftler [[Henry Joseph Round]], dass beim Anlegen einer [[Elektrische Spannung|Spannung]] an einen Siliciumcarbidkristall dieser zum kalten Glimmen angeregt wurde – dieser nach ihm benannte [[Round-Effekt]] ist Grundlage der Leuchtdiode. Trotz Bemühungen, die Eigenschaften SiC-basierender Leuchtdioden zu verbessern ist die Emissionseffektivität dieser LED weiterhin rund zwei Größenordnungen unter der von [[Nitride#Verwendung|Nitrid]]-Halbleitern, womit die praktische Bedeutung von Siliciumcarbid bei Leuchtdioden gering ist.<ref name="WBS2007" /> Abseits dieser historischen Rolle für Leuchtdioden ist SiC neben dem Diamanten einer der wichtigsten [[Halbleiter#Direkte und indirekte Halbleiter|indirekten Halbleiter]] mit breitem Bandabstand und hat seit Anfang der 2000 Jahre seine primären Anwendungen im Bereich der [[Leistungselektronik]].

<gallery mode="packed">
SiC p1390066.jpg|SiC-[[Einkristall]]
SiC wafers 6inch.jpg|Zwei ∅ 150-mm-Siliciumcarbid-Wafer, im sichtbaren Bereich des Lichts teilweise transparent
SiC LED historic.jpg|Nachbildung des Experiments von [[Henry Joseph Round|H. J. Rounds]]. Eine negativ geladene Nadelspitze auf Siliciumcarbid erzeugt einen grün glimmenden [[Schottky-Kontakt]]
</gallery>
Aufgrund der Härte von Siliciumcarbid ist es aufwändig, künstliche SiC-Einkristalle ([[Ingot]]s) in dünne Wafer für die Halbleiterherstellung zu zerteilen. Möglich ist das [[Drahtsägen|Sägen]] mit diamantbestücktem Sägedraht oder Zerteilung durch Laser.<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.disco.co.jp/kabra/index_eg.html |titel=The New Generation of SiC Wafer Production High-Speed Ingot Slicing... |titelerg=KABRA |hrsg=DISCO Corp. |sprache=EN |abruf=2023-10-31 }}</ref>

Die elektrischen Eigenschaften des Halbleitermaterials können durch [[Dotierung]] der Siliciumcarbid-Wafer beeinflusst werden. Durch gezieltes Einbringen von [[Halbleiter#Donatoren und Akzeptoren|Akzeptor-Atomen]] (z.&nbsp;B. [[Beryllium]], [[Bor]], [[Aluminium]] oder [[Gallium]]) wird p-Dotierung, bei Einbringen von [[Halbleiter#Donatoren und Akzeptoren|Donator-Atomen]] (z.&nbsp;B. [[Stickstoff]] oder [[Phosphor]]) n-Dotierung erreicht.<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.ioffe.ru/SVA/NSM/Semicond/SiC/impurities.html |titel=SiC - Silicon Carbide |titelerg=Impurities and defects |werk=NSM Archive |hrsg=[[Joffe-Institut]] |sprache=EN |abruf=2023-10-31}}</ref>

==== Photodioden ====
SiC eignet sich durch den großen Bandabstand für [[Photodiode]]n, die empfindlich für [[Ultraviolettstrahlung]] sind. Das Maximum der Empfindlichkeit liegt bei etwa 300&nbsp;nm. Für sichtbares Licht sind sie hingegen nahezu unempfindlich. Bei extrem kurzwelliger Ultraviolettstrahlung von etwa 10&nbsp;nm Wellenlänge zeigen SiC-Photodioden ein weiteres Maximum.<ref>{{Literatur |Autor=John F. Seely, Benjawan Kjornrattanawanich, Glenn E. Holland, Raj Korde |Titel=Response of a SiC photodiode to extreme ultraviolet through visible radiation |Sammelwerk=Optics Letters |Band=30 |Nummer=23 |Datum=2005-12-01 |Seiten=3120–3122 |DOI=10.1364/OL.30.003120}}</ref>

==== Leistungselektronik ====
Silicium-Leistungsschalter sind heutzutage Standard, aber bei vielen Anwendungen hat SiC Vorteile. Typische Einsatzbereiche sind [[Schottky-Diode]]n, [[Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode|Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode]] (IGBTs) und Leistungs-[[Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor|Metall-Isolator-Halbleiter-Feldeffekttransistoren]] (Leistungs-MISFETs). Si-Halbleiter werden in der Regel bei Temperaturen bis zu einem Bereich um 150&nbsp;°C eingesetzt. Oberhalb dieser Grenze kommt es zu einem starken Anstieg von [[Leckstrom]], der zu weiterer Erwärmung und schlechterem Schaltverhalten führen. Erwärmung kann zu [[Thermisches Durchgehen|thermischem Durchgehen]] des Bauteils bis zur Zerstörung führen. Eine zu hohe Betriebstemperatur beschleunigt die [[Diffusion#Diffusion in Festkörpern|Diffusion]] der [[Dotierung]]satome im Halbleiterkristall und reduziert damit die Lebensdauer der Bauteile. SiC-Halbleiter können aufgrund ihrer großen Bandlücke bis zu 600&nbsp;°C betrieben werden und eignen sich deshalb gut für Anwendungen, die einen zuverlässigen Betrieb bei hohen Temperaturen erfordern oder hohen Dosen [[Ionisierende Strahlung|ionisierender Strahlungen]] ausgesetzt sind, wie zum Beispiel in der [[Luftfahrt|Luft-]] und [[Raumfahrt]] und der [[Automobilindustrie]].<ref>{{Literatur |Autor=A. K. Agarwal, G. Augustine, V. Balakrishna, C. D. Brandt, A. A. Burk, Li-Shu Chen, R. C. Clarke, P. M. Esker, H. M. Hobgood, R. H. Hopkins, A. W. Morse, L. B. Rowland, S. Seshadri, R. R. Siergiej, T. J. Smith, S. Sriram |Titel=SiC electronics |Sammelwerk=International Electron Devices Meeting, 1996 |Datum=1996 |Seiten=225–230 |DOI=10.1109/IEDM.1996.553573}}</ref><ref>P. G. Neudeck, G. M. Beheim, C. S. Salupo: ''600&nbsp;°C Logic Gates Using Silicon Carbide JFET′s.'' In: ''Government Microcircuit Applications Conference Technical Digest.'' Anaheim, März 2000, S.&nbsp;421–424 ({{Webarchiv |url=https://sic.grc.nasa.gov/files/GOMAC2000.pdf |text=PDF |wayback=20161224192418 |archiv-bot=}}).</ref><ref>{{Literatur |Autor=Philip G. Neudeck, David J. Spry, Liangyu Chen, Dorothy Lukco, Carl W. Chang |Titel=Experimentally observed electrical durability of 4H-SiC JFET ICs operating from 500&nbsp;°C to 700&nbsp;°C |Sammelwerk=2016 European Conference on Silicon Carbide Related Materials (ECSCRM) |Datum=2016-09 |Seiten=1–1 |DOI=10.4028/www.scientific.net/MSF.897.567}}</ref><ref>{{Internetquelle |autor=Philip G. Neudeck, David J. Spry, Liang-Yu Cheng, Carl W. Chang, Glenn M. Beheim, Robert S. Okojie, Laura S. Evans, Roger Meredith, Terry Ferrier, Michael S. Krasowski, Norman F. Prokop |url=https://sic.grc.nasa.gov/wp-content/uploads/HiTEC08-JFET.pdf |titel=6H-SiC Transistor Integrated Circuits Demonstrating Prolonged Operation at 500°C |werk=NASA |hrsg=NASA GRC |datum=2008 |format=PDF |sprache=en |offline=ja |archiv-url=https://web.archive.org/web/20201021061259/https://sic.grc.nasa.gov/wp-content/uploads/HiTEC08-JFET.pdf |archiv-datum=2020-10-21 |archiv-bot= |abruf=2020-10-19}}</ref> Allerdings werden für derartig hohe Betriebstemperaturen neuartige (noch zu entwickelnde) Gehäusetechnologien benötigt.<ref>{{Internetquelle |autor=Steffen Möhrer, Gerd Kucera |url=https://www.elektronikpraxis.de/sic-bauelemente-in-der-elektrischen-antriebstechnik-a-424884/ |titel=SiC-Bauelemente in der elektrischen Antriebstechnik |hrsg=Elektronik Praxis |datum=2013-11-14 |seiten=1 |abruf=2022-12-09 }}</ref>

SiC hat jedoch eine geringere [[Elektrischer Kurzschluss|Kurzschluss]]<nowiki />toleranz als Si-Bauteile und benötigt daher eine schnell wirkende Ansteuer-Schaltung, um den Kurzschlussstrom durch Abschalten zu unterbrechen.<ref name=":12">{{Internetquelle |url=https://www.infinite-electronic.de/news/The-pros-and-cons-of-SiC.aspx |titel=Die Vor- und Nachteile von SiC – Infinity-Electronic.hk |abruf=2020-10-17}}</ref>

Eine weitere günstige Eigenschaft vom Siliciumcarbid für Leistungshalbleiter ist die dreimal bessere Wärmeleitfähigkeit als Silicium.

===== SiC-MOSFET =====
Durch einen größeren Bandabstand ist ein SiC-[[MOSFET]] im Vergleich zu einem aus Silizium in der Lage, eine bis zu zehnmal höhere [[elektrische Feldstärke]] auszuhalten. Dadurch lassen sich bei SiC-MOSFETs deutlich kleinere Dicken der Drift-Region und größere, zulässige [[Sperrspannung]]en erreichen. Die Drift-Region, die auch bestimmend ist für den Durchlasswiderstand, kann bei SiC-MOSFETs bis zu zehnmal dünner sein als bei Si-MOSFETs.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.mitsubishielectric.com/semiconductors/products/powermod/sicpowermod/index.html |titel=MITSUBISHI ELECTRIC Semiconductors & Devices: Product Information {{!}} Power Modules &#91;SiC Power Modules&#93; |abruf=2022-12-09}}</ref><ref name=":22">{{Internetquelle |url=https://www.rohm.com/electronics-basics/sic/what-are-sic-semiconductors |titel=What are SiC Semiconductors? ＜SiC＞ {{!}} Electronics Basics {{!}} ROHM |abruf=2020-10-17}}</ref> Aus der Kombination dieser Eigenschaften ergibt sich eine kleinere Bauweise bei höherer [[Durchschlagfestigkeit|Spannungsfestigkeit]] und geringerem Durchlasswiderstand sowie geringer [[Verlustleistung]].

Wegen kleinerer [[Kommutierung]]s<nowiki />induktivitäten und [[Schaltverluste]] ermöglichen SiC-Bauteile auch größere [[Schaltfrequenz]]en, SiC-[[Elektronischer Schalter|Halbleiterschalter]] können zwei- bis sechsmal schneller als Si-[[Elektrisches Bauelement|Bauelemente]] arbeiten.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.semikron.com/innovation-technology/silicon-carbide-power-modules.html |titel=Silicon Carbide (SiC) Power Modules&nbsp;{{!}} SEMIKRON |abruf=2020-10-17}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Xun Gong, Jan Abraham Ferreira |Titel=Comparison and Reduction of Conducted EMI in SiC JFET and Si IGBT-Based Motor Drives |Sammelwerk=IEEE Transactions on Power Electronics |Band=29 |Nummer=4 |Datum=2014-04 |Seiten=1757–1767 |DOI=10.1109/TPEL.2013.2271301}}</ref> Durch höhere Schaltfrequenzen können [[Elektrisches Bauelement#Aktive und passive Bauelemente|passive Elemente]] wie [[Induktivität (Bauelement)|Induktivitäten]] und [[Kondensator (Elektrotechnik)|Kapazitäten]] in der Anwendung (z.&nbsp;B. [[Wechselrichter]]n) verkleinert werden.

Als Nachteil gilt die starke Temperaturabhängigkeit des ON-Widerstands bei SiC-MOSFETs.<ref>{{Internetquelle |autor=Steffen Möhrer, Gerd Kucera |url=https://www.elektronikpraxis.de/sic-bauelemente-in-der-elektrischen-antriebstechnik-a-424884/?p=2 |titel=SiC-Bauelemente in der elektrischen Antriebstechnik |hrsg=Elektronik Praxis |datum=2013-11-14 |seiten=2 |abruf=2022-12-09 }}</ref>

Ein Hauptproblem bei der seit Anfang der 2000er Jahre erfolgten Kommerzialisierung waren fertigungstechnisch bedingte Kristalldefekte. Durch diese Defekte hatten erste auf SiC basierende Halbleiterbauelemente eine vergleichsweise geringe [[Sperrspannung]].<ref>{{cite journal |last=Madar |first=Roland |title=Materials science: Silicon carbide in contention |journal=Nature |volume=430 |issue=7003 |pages=974–975 |date=2004-08-26 |doi=10.1038/430974a |pmid=15329702 |bibcode=2004Natur.430..974M |s2cid=4328365 | language = en}}</ref> Außerdem bestanden Schwierigkeiten in der Kombination von SiC mit [[Siliziumdioxid]], eine Werkstoffkombination, welche beispielsweise für die Herstellung von SiC-MOSFETs wesentlich ist. Auch wenn die genauen Gründe dahinter noch nicht verstanden sind, konnten diese Schwierigkeiten in praktischen Umsetzungen durch [[Nitrieren]] gelöst werden.<ref>{{cite journal |year=2010 |journal= Journal of Electronic Materials|volume=39 |issue=5 |pages=526–529 |title=MOS Characteristics of C-Face 4H-SiC  |doi=10.1007/s11664-010-1096-5 |last1=Chen |first1=Z. |last2=Ahyi |first2=A.C. |last3=Zhu |first3=X. |last4=Li |first4=M. |last5=Isaacs-Smith |first5=T. |last6=Williams |first6=J.R. |last7=Feldman |first7=L.C. |bibcode=2010JEMat..39..526C|s2cid=95074081 | language = en}}</ref>

===== SiC-Schottky-Dioden =====
Schottky-Dioden auf Basis von Siliciumcarbid (SiC) weisen eine [[Schwellenspannung]] von ca. 0,8&nbsp;V auf, bieten aber in der Leistungselektronik gegenüber den konventionellen Siliciumdioden eine Reihe von Vorteilen. SiC-Schottky-Dioden sind bis zu Sperrspannungen von 1,7&nbsp;kV verfügbar, womit sie insbesondere im Bereich der [[Leistungselektronik]] wie bei [[Schaltnetzteil]]en und [[Umrichter]]n eingesetzt werden.

==== Integrierte Schaltkreise ====
Die [[NASA]] arbeitet an Halbleitern und [[Integrierter Schaltkreis|integrierten Schaltungen]] auf der Basis von Siliciumcarbid für eine [[Venus (Planet)|Venus]]-Mission. Bisherige Venusmissionen waren sehr kurzlebig, weil die elektronischen Komponenten die Temperaturen, Drücke und [[Schwefelsäure]]<nowiki/>belastung auf der Venus nur kurze Zeit tolerieren. Für eine neue Mission wird ein Sender benötigt, der dauerhaft bei 500&nbsp;°C betrieben werden kann.<ref>{{Internetquelle |autor=Alan Mantooth, Carl-Mikael Zetterling, Ana Rusu |url=https://spectrum.ieee.org/semiconductors/materials/the-radio-we-could-send-to-hell |titel=The Radio We Could Send to Hell; Silicon carbide radio circuits can take the volcanic heat of Venus |hrsg=IEEE Spectrum |datum=28. April 2021 |sprache=en |abruf=2021-06-08}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://science.nasa.gov/science-research/science-enabling-technology/technology-highlights/integrated-circuits-to-enable-exploration-of-the-harshest-environments-in-solar-system/ |titel=Integrated Circuits to Enable Exploration of the Harshest Environments in the Solar System - NASA Science |sprache=en |abruf=2023-10-31}}</ref>

=== Biotechnologie ===
Siliciumcarbid-[[Whisker (Kristallographie)|Whisker]] (Kristallnadeln) finden Anwendung bei der Erzeugung transgener Pflanzen.<ref>{{Literatur |Autor=Bronwyn R. Frame, Paul R. Drayton, Susan V. Bagnall, Carol J. Lewnau, W. Paul Bullock, H. Martin Wilson, James M. Dunwell, John A. Thompson, Kan Wang |Titel=Production of fertile transgenic maize plants by silicon carbide whisker-mediated transformation |Sammelwerk=[[The Plant Journal]] |Band=6 |Nummer=6 |Datum=1994 |Seiten=941–948 |DOI=10.1046/j.1365-313X.1994.6060941.x}}</ref> Die Methode zeichnet sich im Vergleich zur [[Grüne Gentechnik#Biolistische Transfers|biolistischen Transformation]] durch deutlich geringere Kosten aus.<ref>{{Literatur |Autor=Bronwyn Frame, Hongyi Zhang, Suzy Cocciolone, Lyudmila Sidorenko, Charles Dietrich, Sue Pegg, Shifu Zhen, Patrick Schnable, Kan Wang |Titel=Production of transgenic maize from bombarded type II callus: Effect of gold particle size and callus morphology on transformation efficiency |Sammelwerk=[[In Vitro Cellular & Developmental Biology – Plant]] |Band=36 |Nummer=1 |Datum=2000 |Seiten=21–29 |DOI=10.1007/s11627-000-0007-5}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=R. Brettschneider, D. Becker, H. Lörz |Titel=Efficient transformation of scutellar tissue of immature maize embryos |Sammelwerk=[[TAG Theoretical and Applied Genetics]] |Band=94 |Nummer=6 |Datum=1997 |Seiten=737–748 |DOI=10.1007/s001220050473}}</ref> Verglichen mit der [[Grüne Gentechnik#Transfer durch Agrobacterium tumefaciens|Transformation durch Agrobakterien]]<ref>{{Literatur |Autor=Bronwyn R. Frame, Huixia Shou, Rachel K. Chikwamba, Zhanyuan Zhang, Chengbin Xiang, Tina M. Fonger, Sue Ellen K. Pegg, Baochun Li, Dan S. Nettleton, Deqing Pei, Kan Wang |Titel=Agrobacterium tumefaciens-Mediated Transformation of Maize Embryos Using a Standard Binary Vector System |Sammelwerk=[[Plant Physiology]] |Band=129 |Nummer=1 |Datum=2002 |Seiten=13–22 |DOI=10.1104/pp.000653}}</ref> ist der geringere Aufwand ein Pluspunkt der Methode. Dem gegenüber steht in beiden Fällen eine deutlich geringere Transformationseffizienz.<ref>{{Literatur |Autor=Monika Rakoczy-Trojanowska |Titel=Alternative methods of plant transformation--a short review |Sammelwerk=[[Cellular & Molecular Biology Letters]] |Band=7 |Nummer=3 |Datum=2002 |Seiten=849–858 |Online=[http://www.cmbl.org.pl/pdf/Vol7_p849.pdf PDF] |Abruf=2013-01-15}}</ref><ref>{{Literatur |Hrsg=Engineered Ceramic Materials GmbH, |Titel=Cesic Material Properties. Type: HB-Cesic |Datum=2011-06 |Seiten= |Kommentar=Datenblatt |Online=https://www.cesic.de/PDF/Datasheet_HBCesic_engl_06_2011.pdf |Format=PDF |KBytes= |Abruf=2020-10-26}}</ref>

=== Als Schmuckstein ===
Hochreine [[Moissanit]]-Kristalle können als Schmucksteine verwendet werden. Sie haben eine ähnliche Härte, [[Brechung (Physik)|Lichtbrechung]] und [[Wärmeleitfähigkeit]] wie [[Diamant]], wobei sie aber deutlich widerstandsfähiger gegen hohe Temperaturen (über 1100 °C) sind. Zu erkennen sind sie an einer starken [[Doppelbrechung]] und leichter gelb-grüner [[Fluoreszenz]] unter UV-Licht.

== Trivia ==
Die ursprüngliche Markenbezeichnung ''Carborundum'' wird seit dem [[Zweiter Weltkrieg|Zweiten Weltkrieg]] für das [[Küchenlatein|pseudolateinische]] Motto [[Illegitimi non carborundum]] verwendet.

== Weblinks ==
{{Commonscat|Silicon carbide|Siliciumcarbid|audio=0|video=1}}
* [http://www.keramverband.de/brevier_dt/3/4/1/3_4_1.htm Eigenschaften technischer SiC-Keramiken]
* {{Webarchiv |url=http://www.cree.com/products/sic_sub_prop.asp |text=SiC-Wafer |wayback=20110417133752}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4055009-6|LCCN=sh85122519|NDL=00572656}}

[[Kategorie:Carbid]]
[[Kategorie:Siliciumverbindung]]
[[Kategorie:Verbindungshalbleiter]]
[[Kategorie:Nicht-Oxidkeramik]]
[[Kategorie:Feuerfestwerkstoff]]
[[Kategorie:Beschichtungswerkstoff]]