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关于碳化硅的基础知识

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关于碳化硅的基础知识

发布日期:2019-08-31 作者: 点击:

碳化硅(SiC)是一种极其坚硬的蓝黑色不溶性结晶物质,它是通过在高温下用沙子加热碳而制成的,并用作研磨和耐火材料。硅和碳的唯一化合物是碳化硅(SiC)或碳化硅。SiC确实像矿物质莫桑石一样自然发生,但这种情况极为罕见。然而,自1893年以来,它已经以粉末形式大量生产用作磨料。作为磨料,它已经在磨轮和许多其他磨料应用中使用了一百多年。


自19世纪后期以来,碳化硅一直是砂纸,砂轮和切削工具的重要材料。最近,它已经应用于工业炉的耐火衬里和加热元件,泵和火箭发动机的耐磨部件,以及用于发光二极管的半导体衬底。


碳化硅是一种优良的磨料,已经生产并制成砂轮和其他磨料产品已有一百多年的历史。它用于磨料,耐火材料,陶瓷和众多高性能应用。该材料也可以制成电导体,并且可以应用于电阻加热,火焰点火器和电子元件。


碳化硅的生产与性能,美国发明家爱德华·艾奇逊于1891年发现了碳化硅。在试图生产人造钻石时,艾奇逊在铁碗中加热粘土和粉状焦炭的混合物,碗和普通的碳弧光作为电极。他发现明亮的绿色晶体附着在碳电极上,并认为他已从粘土中制备了一些新的碳和氧化铝化合物。


 

碳化硅由碳和硅原子的四面体组成,在晶格中具有强键。这产生了非常坚硬和坚固的材料。碳化硅不会受到高达800°C的任何酸或碱或熔盐的侵蚀。在空气中,SiC在1200°C下形成保护性氧化硅涂层,并且能够在高达1600°C的温度下使用。化学纯度,耐温度下的化学侵蚀性和高温下的强度保持性使得这种材料非常受欢迎,因为晶片托盘支撑和半导体炉中的桨叶。材料的导电性导致其用于电炉的电阻加热元件,并且作为热敏电阻(温度可变电阻器)和变阻器(电压可变电阻器)中的关键部件。


纯SiC以无色晶体形式获得,密度为3.21g/mL,熔点极高,为2730℃。由于工业生产中的少量铁或其他杂质,它更常见于蓝黑色,彩虹色结晶固体。


它是一种非常稳定的化学惰性化合物。它是一种极硬的材料,莫氏硬度等级为9,接近金刚石的硬度。它还具有高导热性,高温强度,低热膨胀性,耐化学反应性和作为半导体的功能。


由于材料的耐用性和低成本,碳化硅在现代宝石中是一种流行的磨料。在制造中,它用于磨削加工过程中的硬度,例如磨削,珩磨,水射流切割和喷砂。将碳化硅颗粒层压到纸上以在滑板上产生砂纸和抓握带。


它用于制造各种材料,如沙纸,砂轮,切削工具,硬质陶瓷,汽车零件,耐火衬里,高温砖,加热元件,泵和火箭发动机的耐磨零件,甚至珠宝。它也是电子工业中的重要材料,用于制造发光二极管(LED)和半导体器件。


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关键词:碳化硅,耐火料,耐火材料

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