Avainero piikarbidin ja boorikarbidin välillä on, että piikarbidissa on yksi piiatomi sitoutuneena yhteen hiiliatomiin, kun taas boorikarbidissa on neljä booriatomia sitoutuneena yhteen hiiliatomiin.
Sekä piikarbidi että boorikarbidi ovat hiiltä sisältäviä yhdisteitä. Molemmat ovat erittäin kovia materiaaleja. Niillä on erilaiset kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet.
Mikä on piikarbidi?
Piikarbidi on puolijohdemateriaali, joka koostuu piistä ja hiiliatomeista. Tämän yhdisteen kemiallinen kaava on SiC. Siksi siinä on yksi piiatomi sitoutuneena yhteen hiiliatomiin kovalenttisella kemiallisella sidoksella. Tätä materiaalia kutsutaan myös karborundiksi, ja sitä esiintyy luonnossa moissaniitin, erittäin harvinaisen mineraalin, muodossa. Siksi piikarbidi valmistetaan enimmäkseen synteettisenä materiaalina.
Kuva 01: Piikarbidi
Piikarbidin moolimassa on 40 g/mol. Tämä materiaali näyttää sinertävän must alta, värikkäiltä kiderakenteelta, mutta puhdas muoto on väritön. Musta väri johtuu raudan esiintymisestä epäpuhtautena. Lisäksi se on liukenematon veteen, mutta liukenee sulaan rautaan ja sulaan alkaliin. Voimme kuitenkin löytää piikarbidia noin 250 kidemuodossa. Tämä yhdiste osoittaa polymorfiaa. Tässä alfapiikarbidi on yleisin ja stabiilin muoto. Se muodostuu erittäin korkeissa lämpötiloissa ja sillä on kuusikulmainen kiderakenne.
Piikarbidilla on monia käyttötarkoituksia. Pääasiassa se on hyödyllinen hioma-aineena ja leikkaustyökalujen valmistuksessa. Se on myös tärkeä rakennemateriaali. Esim. komposiittipanssarissa, keraamisilla pinnoitteilla luodinkestävissä liiveissä, korkean lämpötilan uuneissa jne. Lisäksi piikarbidi on hyödyllinen autojen osien valmistuksessa ja puolijohdemateriaalina.
Mikä on boorikarbidi?
Boorikarbidi on erittäin kova materiaali, joka koostuu boorista ja hiiliatomeista. Tämän yhdisteen kemiallinen kaava on B4C. Siksi siinä on neljä booriatomia sitoutuneena yhteen hiiliatomiin. Se on kovuudessaan vasta kolmas timantin ja kuution boorinitridin jälkeen. Siksi sitä kutsutaan myös "mustaksi timantiksi".
Kuva 02: Boorikarbidi
Boorikarbidin moolimassa on 55,25 g/mol. Se näyttää tummanharma alta tai must alta jauheelta tai kiteeltä. Se on veteen liukenematon. Tämä materiaali on tunnettu korkeasta kovuudestaan, suuresta neutronien absorption poikkileikkauksesta, hyvästä stabiilisuudesta ionisoivaa säteilyä vastaan jne. Lisäksi sillä on puolijohdeominaisuuksia. Tätä varten boorikarbidin elektronisia ominaisuuksia hallitsee hyppytyyppinen kuljetus. Tyypillisesti se on p-tyyppinen puolijohde.
Boorikarbidi on synteettinen materiaali. Se voidaan valmistaa pelkistämällä booritrioksidi boorikarbidiksi hiilen läsnä ollessa. Tämä reaktio vaatii hiiltä tai magnesiumia pelkistimenä.
Mitä eroa piikarbidilla ja boorikarbidilla on?
Avainero piikarbidin ja boorikarbidin välillä on, että piikarbidissa on yksi piiatomi sitoutuneena yhteen hiiliatomiin, kun taas boorikarbidissa on neljä booriatomia sitoutuneena yhteen hiiliatomiin. Piikarbidit ovat sinertävän mustia kiteitä, kun taas boorikarbidit ovat tummanharmaita tai mustia kiteitä.
Seuraava infografiikka esittää yhteenvedon piikarbidin ja boorikarbidin eroista.
Yhteenveto – piikarbidi vs boorikarbidi
Sekä piikarbidi että boorikarbidi ovat hiiltä sisältäviä yhdisteitä. Niillä on erilaisia kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia. Keskeinen ero piikarbidin ja boorikarbidin välillä on se, että piikarbidissa on yksi piiatomi sitoutuneena yhteen hiiliatomiin, kun taas boorikarbidissa on neljä booriatomia sitoutuneena yhteen hiiliatomiin.
