Carborundum, ook wel bekend als siliciumcarbide (SiC), kan om een ​​aantal redenen een reeks kleuren weergeven:

Variaties in de kristalstructuur

Siliciumcarbide is een verbinding met veel verschillende kristallijne vormen, polytypes genoemd, die verschillende kleuren kan vertonen. Deze polytypes hebben verschillende rangschikkingen van de silicium- en koolstofatomen binnen het kristalrooster, en deze variaties kunnen de manier beïnvloeden waarop het materiaal met licht interageert.

Onzuiverheden en defecten

De aanwezigheid van onzuiverheden en defecten in het siliciumcarbide kan de kleur ervan veranderen. Bijvoorbeeld, Stikstof- en booronzuiverheden kunnen kleurvariaties veroorzaken. Stikstof kan een gele tot groene kleur veroorzaken, terwijl boor aanleiding kan geven tot blauwe of zwarte kleuren. Defecten in de kristalstructuur, zoals vacatures of interstitiële atomen, kan ook de kleur beïnvloeden door de bandafstand te veranderen of gelokaliseerde energietoestanden binnen de bandafstand te creëren, die op hun beurt de manier beïnvloeden waarop het materiaal licht absorbeert en uitzendt.

Dikte en substraateffecten

Dunne films van siliciumcarbide kunnen verschillende kleuren vertonen, afhankelijk van hun dikte en het substraat waarop ze groeien. Dit komt door interferentie-effecten, waarbij licht dat reflecteert vanaf het bovenoppervlak van de film kan interfereren met licht dat reflecteert vanaf het onderoppervlak of het grensvlak tussen het SiC en het substraat. Dit kan ervoor zorgen dat bepaalde golflengten van licht worden versterkt of teniet worden gedaan, wat leidt tot het verschijnen van verschillende kleuren.

Oxidatie

Wanneer siliciumcarbide wordt blootgesteld aan lucht bij hoge temperaturen, Op het oppervlak kan zich een oxidelaag vormen, die ook verschillende kleuren kunnen weergeven als gevolg van interferentie-effecten van dunne films.

Bij industriële toepassingen, de kleur van siliciumcarbidegruis of -poeder kan variëren van groen tot zwart, afhankelijk van de zuiverheid en het exacte proces dat wordt gebruikt om het materiaal te vervaardigen. In edelsteenvorm, zoals moissaniet (een synthetische vorm van SiC), het materiaal kan vrijwel kleurloos zijn of er kan voor worden gezorgd dat het verschillende kleuren aanneemt door de introductie van verschillende onzuiverheden.

De kleurrijke weergave, vooral opmerkelijk in de ‘regenboog’’ carborundum, is voornamelijk te wijten aan de complexe interactie van licht met de verschillende microstructuren en onzuiverheden in de kristallen.