khimie.ru

Карбид кремния, карборунд SiС образуется при нагревании смеси кварцевого песка и кокса до температуры около 2000 ºС в электрических печах:

SiO₂ + 3С = SiС + 2СО.

Взаимодействие начинается около 1000 °C, однако только при температурах выше 1900 ºC оно приводит к образованию кристаллического SiC. Выше 2200 °C происходит его разложение, причем кремний испаряется, оставляя графит. Получение карборунда осуществляется главным образом на карборундовой фабрике, основанной создателем метода, Ачесоном, на Ниагаре. Для нагревания там используют ток силой до 10000 А. Теплота образования SiС из элементов составляет (при комнатной температуре) 28 ккал/моль.

Карбид кремния в чистом состоянии образует бесцветные кристаллы с удельным весом 3,20, которые по твердости приближаются к алмазу. Химически он чрезвычайно устойчив; даже при высоких температурах хлор лишь слегка затрагивает его поверхность, а кислород и сера не действуют вовсе. Сильные кислоты, даже смесь дымящей азотной и плавиковой кислот, в которой растворяется кристаллический кремний, не действуют на карборунд. Напротив, он достаточно легко разлагается при сплавлении с едкими щелочами на воздухе: SiC + 4КОН + 2O₂ = К₂SiO₃ + К₂СО₃ + 2Н₂О. При прокаливании с хроматом свинца он также полностью окисляется.

Кристаллическая решетка карбида кремния очень напоминает решетку алмаза в кремния, несмотря на то, что он относится к гексагональной системе, а алмаз и кремний к кубической. Решетку карбида кремния можно получить, если в соответственно расширенной решетке алмаза заменить половину атомов С на атомы Si. Расстояние С↔Si равно 1,90 Å и является, следовательно, почти что средним арифметическим из расстояний С↔С в алмазе и Si↔Si в кристаллическом кремнии: 1/2(1,54 + 2,34) = 1,94. Имеется также модификация карборунда, кристаллизующаяся в кубической системе (ранее эту форму считали аморфной); она образует решетку типа цинковой обманки с а = 4,37 Å; С ↔ Si также равно 1,90 Å.

Технический карбид кремния (карборунд) имеет темную окраску, создаваемую содержащимися в нем примесями. Вследствие своей исключительной твердости он находит широкое применение при шлифовании. Его используют также для приготовления огнеупоров.

Силунд и силит, твердые массы, состоящие в основном из карбида кремния, находят применение в качестве огнеупорных материалов и масс для футеровки электрических печей.