碳化硅是什么?
碳化硅又名碳硅石、金剛砂,是一種無(wú)機(jī)物,碳化硅磚,化學(xué)式為sic,是用石英砂、石油焦或煤焦、木屑生產(chǎn)綠色碳化硅時(shí)需要加等原料通過(guò)電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見(jiàn)的礦物,莫桑石。在c、n、b等非氧化物高技術(shù)耐火原料中,碳化硅為應(yīng)用廣泛、的一種,可以稱為金鋼砂或耐火砂。 中國(guó)工業(yè)生產(chǎn)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(diǎn)
碳化硅形成的特點(diǎn)是不通過(guò)液相,碳化硅價(jià)格,其過(guò)程是,約從1700攝氏度開(kāi)始,碳質(zhì)原料由砂粒變?yōu)槿垠w,進(jìn)而變?yōu)檎羝欢趸枞垠w和蒸汽鉆進(jìn)碳質(zhì)材料的氣孔,滲入碳的顆粒,發(fā)生生成sic的反應(yīng);溫度升高至1700-1900攝氏度時(shí),生產(chǎn)β-sic;溫度進(jìn)一步升高至1900-2000攝氏度時(shí),細(xì)小的β-sic轉(zhuǎn)變成α-sic,α-sic晶粒逐漸長(zhǎng)大和密實(shí);爐溫再升至2500攝氏度左右,sic開(kāi)始分解變?yōu)楣枵羝褪?br />碳化硅是由美-艾奇遜在1891年電熔金剛石實(shí)驗(yàn)時(shí),在實(shí)驗(yàn)室偶然發(fā)現(xiàn)的一種碳化物,當(dāng)時(shí)誤認(rèn)為是金剛石的混合體,故---金剛砂,1893年艾奇遜研究出來(lái)了工業(yè)冶煉碳化硅的方法,也就是大家常說(shuō)的艾奇遜爐,一直沿用至今,以碳質(zhì)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(tài)?
碳化硅至少有70種結(jié)晶型態(tài)。α-碳化硅為常見(jiàn)的一種同質(zhì)異晶物,在高于2000 °c高溫下形成,綠碳化硅,具有六角晶系結(jié)晶構(gòu)造似纖維鋅礦。β-碳化硅,立方晶系結(jié)構(gòu),與鉆石相似,則在低于2000 °c生成,結(jié)構(gòu)如頁(yè)面附圖所示。雖然在異相觸媒擔(dān)體的應(yīng)用上,因其具有比α型態(tài)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(wěn)定,且碰撞時(shí)有較為悅耳的聲音,但直至,這兩種型態(tài)尚未有商業(yè)上之應(yīng)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(dá)到的壓力下,它都不會(huì)熔化,且具有相當(dāng)?shù)偷幕瘜W(xué)活性。由于其高熱導(dǎo)性、高崩潰電場(chǎng)強(qiáng)度及高電流密度,在半導(dǎo)體高功率元件的應(yīng)用上,不少人試著用它來(lái)取代硅[1]。此外,河北碳化硅,它與微波輻射有很強(qiáng)的耦合作用,并其所有之高升華點(diǎn),使其可實(shí)際應(yīng)用于加熱金屬。
純碳化硅為無(wú)色,而工業(yè)生產(chǎn)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?yàn)槠浔砻娈a(chǎn)生之二氧化硅保護(hù)層所致。