碳化硅是什么?
碳化硅又名碳硅石、金剛砂,是一種無機物,碳化硅磚,化學式為sic,是用石英砂、石油焦或煤焦、木屑生產綠色碳化硅時需要加等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物,莫桑石。在c、n、b等非氧化物高技術耐火原料中,碳化硅為應用廣泛、的一種,可以稱為金鋼砂或耐火砂。 中國工業生產的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種,均為六方晶體,比重為3.20~3.25,顯微硬度為2840~3320kg/mm2。
碳化硅的特點
碳化硅形成的特點是不通過液相,碳化硅價格,其過程是,約從1700攝氏度開始,碳質原料由砂粒變為熔體,進而變為蒸汽;二氧化硅熔體和蒸汽鉆進碳質材料的氣孔,滲入碳的顆粒,發生生成sic的反應;溫度升高至1700-1900攝氏度時,生產β-sic;溫度進一步升高至1900-2000攝氏度時,細小的β-sic轉變成α-sic,α-sic晶粒逐漸長大和密實;爐溫再升至2500攝氏度左右,sic開始分解變為硅蒸汽和石墨。
碳化硅是由美-艾奇遜在1891年電熔金剛石實驗時,在實驗室偶然發現的一種碳化物,當時誤認為是金剛石的混合體,故---金剛砂,1893年艾奇遜研究出來了工業冶煉碳化硅的方法,也就是大家常說的艾奇遜爐,一直沿用至今,以碳質材料為爐芯體的電阻爐,通電加熱石英sio2和碳的混合物生成碳化硅。
碳化硅有多少種形態?
碳化硅至少有70種結晶型態。α-碳化硅為常見的一種同質異晶物,在高于2000 °c高溫下形成,綠碳化硅,具有六角晶系結晶構造似纖維鋅礦。β-碳化硅,立方晶系結構,與鉆石相似,則在低于2000 °c生成,結構如頁面附圖所示。雖然在異相觸媒擔體的應用上,因其具有比α型態更高之單位表面積而引人注目,而另一種碳化硅,μ-碳化硅為穩定,且碰撞時有較為悅耳的聲音,但直至,這兩種型態尚未有商業上之應用。
因其3.2g/cm3的比重及較高的升華溫度約2700 °c ,碳化硅很適合做為軸承或高溫爐之原料物件。在任何已能達到的壓力下,它都不會熔化,且具有相當低的化學活性。由于其高熱導性、高崩潰電場強度及高電流密度,在半導體高功率元件的應用上,不少人試著用它來取代硅[1]。此外,河北碳化硅,它與微波輻射有很強的耦合作用,并其所有之高升華點,使其可實際應用于加熱金屬。
純碳化硅為無色,而工業生產之棕至黑色系由于含鐵之不純物。晶體上彩虹般的光澤則是因為其表面產生之二氧化硅保護層所致。