Szilícium-oxikarbid

A szilícium-oxikarbid egy kémiai vegyület , amelynek általános képlete SiO x C yahol x értéke kisebb, mint 2 és y értéke nem nulla; más szóval ez egy olyan üvegtípus , amely a szilícium-dioxid- mátrix bizonyos oxigénatomjait helyettesítve szénnel , valamint amorf szén- és szilícium-karbid részecskékkel rendelkezik . Ezek az anyagok keménységük és a magas hőmérsékletekkel szembeni ellenálló képességük szempontjából érdekesek . Az változó sztöchiometriai lehetővé teszi, hogy módosítsa a fizikai tulajdonságai változtatásával működési feltételeit termelésüket.

Az amorf szilícium-oxikarbid képződhet a polimer preceramicus mint polikarbosilán pirolízisének termékeként . Ilyen anyagokat Különösen tanulmányozni a szempontból érdekük előállítására kerámia alkatrészek által sztereólitográfia . A prekurzor polimerekből előállítva a szilícium-oxi-szénatomok a polimerből származó kerámiának nevezett anyagok nagy részét alkotják.

A szilícium-oxi-szénhidrogéneket különösen elektródok anyagaként használják . Ezek lehetővé teszik a lítium-ion tárolókapacitás elérését 600-700 mA h g- 1 értékig  7% -ot meg nem haladó lítium-terjeszkedéssel és nagy elektromos vezetőképességgel . Ezek szolgálnak a mátrix anód az ón és az antimon nanorészecskék , amelyek határ tágulási során lítiumozással, és lehetővé teszi az elméleti tárolási kapacitását 992 és 660  mA H g -1 egy lítiálási / delithiation ablakában. 0,01-1,5  V tekintetében Li + / Li . A prekeramikus polimerek, például a poli (metilhidrosziloxán), amely fémorganikus prekurzorokat, például ón-2-etil-hexanoátot és antimon-2-etil-hexanoátot, adott esetben divinil-benzollal , pirolízise lehetővé teszi ilyen anyagok előállítását.

Megjegyzések és hivatkozások

  1. (in) JB Wachtman, 17. éves konferencia a kompozitokról és a fejlett kerámiaanyagokról , vol.  2/2, John Wiley & Sons , 2009. szeptember 28 . ( ISBN  978-0-470-31622-1 ) .
  2. (in) Carlo G. Pantano, Anant K. Singh és Hanxi Zhang , "  Silicon oxikarbid szemüveg  " , Journal of Sol-Gel Science and Technology , Vol.  14, 1999. március, P.  7-25 ( DOI  10.1023 / A: 1008765829012 , online olvasás )
  3. (in) Xifan Wang, Franziska Schmidt, Dorian Hanaor, Paul H. Kamm, Shuang Li és Aleksander Gurlo , "  Kerámiák additív gyártása preceramikus polimerekből: Sokoldalú sztereolitográfiai megközelítés, amelyet a tiol-én klikk kémiája segít  " , Adalékanyagok gyártása , repülés .  27, 2019 május, P.  80–90 ( DOI  10.1016 / j.addma.2019.02.012 , arXiv  1905.02060 , online olvasás )
  4. (a) Martin Halim Chairul Hudaya, A-Young Kim és Joong Kee Lee , "  fenil-gazdag szilikonolaj prekurzorként SiOC anód anyagok a hosszú-ciklus és a lítium magas aránya ion akkumulátorok  " , Journal of Materials Chemistry A , köt.  4, n o  7, 2016. január 22, P.  2651-2656 ( DOI  10.1039 / C5TA09973K , olvassa el online )
  5. (in) Jochen Rohrer, Dragoljub Vrankovic Damian Cupid Ralf Riedel, Hans J. Seifert, Karsten Alba és Magdalena Graczyk-Zajac , "  Si és Sn tartalmú SiOCN-alapú nanokompozit mint lítiumion-akkumulátor anódanyaga: szintézis, termodinamikai jellemzés és modellezés  ” , International Journal of Materials Research , vol.  108, n o  11, 2017. november, P.  920–932 ( DOI  10.3139 / 146.111517 , online olvasás )
  6. (in) Dragoljub Vrankovic Magdalena Graczyk-Zajac, Constanze Kalcher Jochen Rohrer, Malin Becker, Christina Stabler, Grzegorz Trykowski Karsten Albe és Ralf Riedel , "  Nagyon porózus szilícium egy kerámia mátrixba ágyazva: stabil nagy kapacitású Ir Elemek  ” , ACS Nano , vol.  11, n o  11, 2017. november 28, P.  11409-11416 ( PMID  29061037 , DOI  10.1021 / acsnano.7b06031 , online olvasás )
  7. (in) Christina Stabler, Emanuel Ionescu, Magdalena Graczyk-Zajac, Isabel Gonzalo-Juan és Ralf Riedel , "  Silicon oxikarbid szemüveg és üveg-kerámiák" mindenes "anyagok speciális szerkezeti és funkcionális alkalmazások  " , Journal of American Ceramic Society , vol.  101, n o  11, 2018. november, P.  4817-4856 ( DOI  10.1111 / jace.15932 , online olvasás )
  8. (en) Romain J.-C. Dubey, Pradeep Vallachira Warriam Sasikumar, Frank Krumeich, Gurdial Blugan, Jakob Kuebler, Kostiantyn V. Kravchyk, Thomas Graule és Maksym V. Kovalenko , „  Szilícium-oxikarbid - ón nanokompozit mint nagy teljesítményű - sűrűségű anód Li - Ion akkumulátorokhoz  ” , Advanced Science , vol.  6, n o  19, 2019. október 2Cikkének n o  1901220 ( PMID  31592424 , PMCID  6.774.025 , DOI  10.1002 / advs.201901220 , olvasható online )
  9. (in) Romain AD Dubey, Pradeep Vallachira Warriam Sasikumar, Noemi Cerboni Marcel Aebli Frank Krumeich, Gurdial Blugan, Kostiantyn Kravchyk V. Thomas Graule és Maksym V. Kovalenko , " Szilícium-karbikid-antimon nanokompozitok nagy teljesítményű Li-ion akkumulátor anódokhoz "   ” , Nanoscale , vol.  12, n o  25, 2020. június 10, P.  13540-13547 ( PMID  32555828 , DOI  10.1039 / d0nr02930k , online olvasás )