碳化硅的特性和定义

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碳化硅的特性和定义 + x8 b6 Z6 I% e* Y 7 A- n3 E" }$ o" X f6 q& `4 [* v一、碳化硅的定义 4 V* G6 c% t- f6 W! N# D0 t 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。 - v( _$ H1 p5 [* ^/ I% L% \8 c 二、碳化硅的基本性能 　　1、化学性质 4 U, n% P0 z) u 　　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。 ( S% C( q# J& v8 F1 \4 W 　　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。 & l! s0 R% e% S0 h O: i9 b# r　　2、物理机械性能 $ ?. _; T/ a5 y- s) ?8 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。 　　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 & ]5 o9 d" D+ z5 r - `' i& d2 I c8 S" 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。 2 l: _4 F& U3 l2 q! S; e- \% R 2 ?) c7 a1 c) Z$ ?9 b& B　　4、其他性质 3 v: I$ E: h4 y5 l: x 　　亲水性好，远红外辐射性等。 ; i2 ~& B' G% g . M$ o l- U0 s+ v3 u+ s 三、用途 & \* ^6 j* q! t) M$ |6 p 7 V7 w5 B. j8 }" f# v　　1、磨料磨具方面的用途 4 V. n9 m. E C' E& L) V　　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。 " G) M) ]8 U: O: J- B* h2 O |* E　　2、化工用途 ~( t) Q) ?0 I3 n4 q7 v * |3 Q8 }9 H' y9 }; ~- k4 Z　　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。 " K7 c6 k8 q# L# R4 w- ?! i7 R9 N( \　　3、用于耐磨、耐火和耐腐蚀材料 6 r& p0 d; h4 x, \* X' q7 Z 　　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。 4 A+ \5 _3 x/ m8 k" N　　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。