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碳化硅的理化性质是什么

作者:荥阳光亚更新时间: 2018-09-06 07:11:40 阅读: 456 次

深圳碳化硅客户在荥阳光亚官网上一篇名字为《碳化硅有什么物理性能和化学性能》的文章中留言咨询:“碳化硅的理化性质是什么?”碳化硅(Silicon carbide,化学式SiC)俗称金刚砂,宝石名称钻髓,为硅与碳相键结而成的陶瓷状化合物,碳化硅在大自然以莫桑石这种稀罕的矿物的形式存在。碳化硅的硬度很大,莫氏硬度为9.5级,仅次于世界上最硬的金刚石(10级),具有优良的导热性能,是一种半导体,高温时能抗氧化。

碳化硅

碳化硅

碳化硅的理化性质是什么呢?

1、碳化硅的物质特性

碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,除作磨料用外,还有很多其他用途,例如:以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁,可提高其耐磨性而延长使用寿命1~2倍;用以制成的高级耐火材料,耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好。低品级碳化硅(含SiC约85%)是极好的脱氧剂,用它可加快炼钢速度,并便于控制化学成分,提高钢的质量。此外,碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。

黑碳化硅

黑碳化硅

2、碳化硅的物质结构

纯碳化硅是无色透明的晶体,工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同,而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色,透明度随其纯度不同而异。 碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的 α-SiC和立方体的β-SiC(称立方碳化硅)。α-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体,已发现70余种。β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中,碳化硅为应用最广泛、最经济的一种。

3、碳化硅的化学特性

碳化硅至少有70种结晶型态。α-碳化硅为最常见的一种同质异晶物,在高于2000 °C高温下形成,具有六角晶系结晶构造(似纤维锌矿)。β-碳化硅,立方晶系结构,与钻石相似,则在低于2000 °C生成,结构如页面附图所示。虽然在异相触媒担体的应用上,因其具有比α型态更高之单位表面积而引人注目,但直至今日,此型态尚未有商业上之应用。碳化硅又称碳硅石,可以称为金钢砂或耐火砂。

碳化硅砂

碳化硅砂

碳化硅的生产工艺以及原料对碳化硅的物理化学性质的影响是什么?碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制,炼得的碳化硅块,经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。虽然有很多关于碳化硅制造史的传闻,但是真正实现碳化硅的大量制备还是在1890年由爱德华•古德里奇•艾奇逊逊率先实现的,到现在SiC已发展成为主要的宽带隙半导体材料之一,成为当前半导体研究领域的前沿和热点。

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