碳化硅的特性和定义

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碳化硅的特性和定义 & e0 z1 o; @: K; i一、碳化硅的定义 碳化硅是一种人工合成的碳化物，分子式为SiC。通常是由二氧化硅和碳在通电后2000℃以上的高温下形成的。碳化硅理论密度是3.18克每立方厘米，其莫氏硬度仅次于金刚石，在9.2-9.8之间，显微硬度3300千克每立方毫米，由于它具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性及较高的高温强度等特点，被用于各种耐磨、耐蚀和耐高温的机械零部件，是一种新型的工程陶瓷新材料。 % _& O( b' R% [5 {# ^. X - @2 ?% ]7 T: I2 l V 二、碳化硅的基本性能 9 e+ O! c* b; A' |- f 　　1、化学性质 9 B- y2 E4 e% k; J2 W- J; ^+ K　　抗氧化性：当碳化硅材料在空气中加热到1300℃时，在其碳化硅晶体表面开始生成二氧化硅保护层。随着保护层的加厚，阻止了内部碳化硅继续被氧化，这使碳化硅有较好的抗氧化性。当温度达到1900K(1627℃)以上时，二氧化硅保护膜开始被破坏，碳化硅氧化作用加剧，所以1900K是碳化硅在含氧化剂气氛下的最高工作温度。 . G$ |5 }1 g1 `) Q# M8 x $ |: C u0 u; Q, Z3 m; G　　耐酸碱性：在耐酸、碱及氧化物的作用方面，由于二氧化硅保护膜的作用，碳化硅的抗酸能力很强，抗碱性稍差。 / C4 q. K5 v$ K7 G4 a' j& l$ H9 S. G 　　2、物理机械性能 9 H, q+ ^9 L8 x. L( |4 S 　　密度：各种碳化硅晶形的颗粒密度十分接近，一般认为是3.20克/毫米3，其碳化硅磨料的自然堆积密度在1.2--1.6克/毫米3之间，其高低取决于粒度号、粒度组成和颗粒形状。 1 m" |9 l; Y. X( u9 x0 m ; E) {3 z1 Q( _: I$ |4 P　　硬度：碳化硅的莫氏硬度为9.2，威氏显微密硬度为3000--3300公斤/毫米2，努普硬度为2670—2815公斤/毫米，在磨料中高于刚玉而仅次于金刚石、立方氮化硼和碳化硼。 　　导热率：碳化硅制品的导热率很高，热膨胀系数较小，抗热震性很高，是优质的耐火材料。 　　3、电学性质 : u( z" E" b& \# T　　常温下工业碳化硅是一种半导体，属杂质导电性。高纯度碳化硅随着温度的升高电阻率下降，含杂质碳化硅根据其含杂质不同，导电性能也不同。碳化硅的另一电性质是电致发光性，现已研制出实用器件。 6 A! P( N0 `* u& _; I0 ^ % T4 A) \! N1 K- e　　4、其他性质 0 L l- s3 z: D2 w; v 　　亲水性好，远红外辐射性等。 三、用途 . ], ~* [) e# ^. G4 N! j　　1、磨料磨具方面的用途 " G9 u' A# W- F4 m 　　主要用于制作砂轮、砂纸、砂带、油石、磨块、磨头、研磨膏及光伏产品中单晶硅、多晶硅和电子行业的压电晶体等方面的研磨、抛光等。 ! p$ O7 |8 j0 ^; E+ z . u6 i( G4 X" |* f+ ~9 Q, w+ ~　　2、化工用途 　　可用做炼钢的脱氧剂和铸铁组织的改良剂，可用做制造四氯化硅的原料，是硅树脂工业的主要原料。碳化硅脱氧剂是一种新型的强复合脱氧剂，取代了传统的硅粉碳粉进行脱氧，和原工艺相比各项理化性能更加稳定，脱氧效果好，使脱氧时间缩短，节约能源，提高炼钢效率，提高钢的质量，降低原辅材料消耗，减少环境污染，改善劳动条件，提高电炉的综合经济效益都具有重要价值。 　　3、用于耐磨、耐火和耐腐蚀材料 " a7 R7 V+ a* J% G2 Z1 } 　　利用碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性，碳化硅一方面可用于各种冶炼炉衬、高温炉窑构件、碳化硅板、衬板、支撑件、匣钵、碳化硅坩埚等。 ) j5 N; p% U" L* Y; ? ]+ E" O" W　　另一方面可用于有色金属冶炼工业的高温间接加热材料,如竖罐蒸馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、铜熔化炉内衬、锌粉炉用弧型板、热电偶保护管等；用于制作耐磨、耐蚀、耐高温等高级碳化硅陶瓷材料；还可以制做火箭喷管、燃气轮机叶片等。此外，碳化硅也是高速公路、航空飞机跑道等的理想材料之一。