碳(tàn)化矽的應用

更新時間(jiān)：2023-11-24

瀏(liú)覽(lǎn)次(cì)數：1598

碳(tàn)化(huà)矽，是一種無(wú)機物，化(huà)學式為(wéi)SiC，是(shì)用(yòng)石(shí)英砂，石(shí)油焦（或煤焦(jiāo)），木屑(xiè)（生產綠色(sè)碳(tàn)化矽(guī)時需(xū)要(yào)加食鹽）等原(yuán)料(liào)通過電(diàn)阻爐(lú)高溫(wēn)冶煉(liàn)而(ér)成(chéng)。碳化矽在(zài)大自然也存在罕見(jiàn)的(dí)礦物，莫桑石。在C，N，B等非(fēi)氧(yǎng)化(huà)物高(gāo)技術耐火原料中(zhōng)，碳化(huà)矽(guī)為(wéi)應(yīng)用泛(fàn)，的一種(zhǒng)，可以(yǐ)稱(chēng)為金(jīn)鋼(gāng)砂或耐火砂(shā)。中(zhōng)國工業生(shēng)產的碳化矽(guī)分為黑色(sè)碳化(huà)矽(guī)和(hé)綠色(sè)碳化矽(guī)兩種(zhǒng)，均為六方(fāng)晶體，比重為3.20～3.25，顯微(wēi)硬(yìng)度(dù)為2840～3320kg/mm2。

發展歷史(shǐ)

碳化(huà)矽(guī)是由(yóu)美(měi)國(guó)人(rén)艾奇(qí)遜(xùn)在(zài)1891年(nián)電熔金(jīn)剛(gāng)石實驗(yàn)時，在(zài)實驗室偶然發現(xiàn)的(dí)一種碳化(huà)物(wù)，當時誤(wù)認(rèn)為是(shì)金(jīn)剛石的(dí)混合體，故取名金剛(gāng)砂，1893年(nián)艾奇遜研究出來了(liǎo)工業冶煉碳(tàn)化矽的方法，也(yě)就是(shì)大家常說(shuō)的艾(ài)奇(qí)遜爐(lú)，一直沿(yán)用(yòng)至今(jīn)，以(yǐ)碳(tàn)質材料為爐(lú)芯體的電(diàn)阻爐(lú)，通電加熱(rè)石(shí)英(yīng)SiO2和(hé)碳的(dí)混合(hé)物生(shēng)成碳(tàn)化(huà)矽(guī)。

碳化(huà)矽有(yǒu)黑(hēi)碳化矽(guī)和綠碳(tàn)化(huà)矽(guī)兩(liǎng)個常用的基(jī)本(běn)品(pǐn)種(zhǒng)，都(dū)屬α-SiC。①黑(hēi)碳化矽(guī)含SiC約95%，其韌性(xìng)高於(yú)綠碳化矽(guī)，大(dà)多(duō)用(yòng)於(yú)加工抗張強度低的(dí)材(cái)料，如(rú)玻璃，陶(táo)瓷(cí)，石材，耐(nài)火材料，鑄鐵和有色金屬等。②綠碳(tàn)化(huà)矽含SiC約97%以上，自銳性好(hǎo)，大多用於加工(gōng)硬(yìng)質合(hé)金(jīn)，鈦(tài)合金(jīn)和(hé)光學玻(bō)璃，也用於珩(héng)磨汽(qì)缸(gāng)套(tào)和精磨(mó)高(gāo)速(sù)鋼刀具。此外(wài)還(huán)有(yǒu)立方(fāng)碳(tàn)化(huà)矽，它是(shì)以(yǐ)特殊(shū)工藝(yì)製取的黃綠色(sè)晶體，用(yòng)以(yǐ)製(zhì)作的(dí)磨(mó)具適於軸承(chéng)的超(chāo)精加工，可使(shǐ)表麵(miàn)粗(cū)糙度從(cóng)Ra32～0.16微(wēi)米一(yī)次(cì)加工到(dào)Ra0.04～0.02微米。

碳(tàn)化矽(guī)由於(yú)化學性(xìng)能穩定(dìng)，導熱係數(shù)高(gāo)，熱膨脹係(xì)數(shù)小(xiǎo)，耐磨性能好，除(chú)作(zuò)磨(mó)料用(yòng)外，還有很(hěn)多其他用途，例如(rú)：以特殊(shū)工藝(yì)把碳化矽(guī)粉末(mò)塗(tú)布於水(shuǐ)輪機葉輪或汽缸(gāng)體的(dí)內(nèi)壁(bì)，可提高(gāo)其(qí)耐(nài)磨性而延(yán)長使用(yòng)壽(shòu)命1～2倍(bèi)；用(yòng)以(yǐ)製(zhì)成的高(gāo)級耐火材料(liào)，耐熱震，體積小，重量輕而(ér)強度高(gāo)，節能效(xiào)果好。低品級(jí)碳化矽(guī)（含(hán)SiC約85%）是(shì)的脫氧劑(jì)，用它可加(jiā)快煉鋼(gāng)速度，並便於控(kòng)製化學(xué)成分，提(tí)高鋼的(dí)質(zhì)量。此外，碳(tàn)化矽(guī)還(huán)大(dà)量用於(yú)製作(zuò)電熱(rè)元件矽(guī)碳(tàn)棒。

碳化(huà)矽(guī)的硬度(dù)很(hěn)大,莫氏硬(yìng)度為9.5級，僅(jǐn)次於硬(yìng)的金剛石(shí)（10級），具有優(yōu)良的(dí)導熱性能，是(shì)一種半導體(tǐ)，高溫時能抗氧(yǎng)化。

因其3.2g/cm3的比(bǐ)重及(jí)較高的升華溫(wēn)度(dù)（約(yuē)2700 °C），碳化(huà)矽(guī)很適(shì)合做為(wéi)軸承(chéng)或高溫爐之原(yuán)料物(wù)件(jiàn)。在(zài)任何(hé)已(yǐ)能達到(dào)的壓力下，它都不(bù)會熔(róng)化，且具(jù)有相(xiāng)當(dāng)低的(dí)化學活性。由於其高熱導(dǎo)性，高(gāo)崩潰電場強度及(jí)高(gāo)最大電流(liú)密度(dù)，在半導(dǎo)體高功(gōng)率元件的(dí)應用(yòng)上，不少(shǎo)人(rén)試(shì)著用它來取代(dài)矽[1]。此(cǐ)外(wài)，它(tā)與(yǔ)微波輻(fú)射有很強的耦(ǒu)合(hé)作用，並(bìng)其(qí)所(suǒ)有(yǒu)之高(gāo)升(shēng)華點，使其(qí)可(kě)實際應用於加熱(rè)金屬(shǔ)。

純碳化(huà)矽(guī)為無(wú)色(sè)，而(ér)工業生產(chǎn)之棕(zōng)至黑(hēi)色(sè)係由於含鐵(tiě)之不純物。晶體(tǐ)上(shàng)彩虹般的光(guāng)澤(zé)則是因為其(qí)表麵(miàn)產(chǎn)生之(zhī)二氧化(huà)矽保護(hù)層(céng)所(suǒ)致(zhì)。

上(shàng)一篇：芯片(piàn)廠(chǎng)溫(wēn)濕度超標(biāo)會造(zào)成(chéng)什麼嚴(yán)重的後(hòu)果(guǒ)
下(xià)一(yī)篇：今日(rì)分享CCS圖像處理(lǐ)光源(yuán)半(bàn)球(qiú)形(xíng)HPD2-150SW