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碳化硅常見種類都有哪些?
碳化硅常見種類都有哪些?碳化硅制品在工業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的應(yīng)用,廠家在進(jìn)行生產(chǎn)制作的時(shí)候也會(huì)生產(chǎn)出不同類型的碳化硅制品來供廠家進(jìn)行使用,不同的分類方法會(huì)有著不同類型的碳化硅,如果是是按照不同的表面顏色分類碳化硅可以分為黑色碳化硅和綠色碳化硅。用于半導(dǎo)體、避雷針、電路元件、高溫應(yīng)用、紫外光偵檢器、結(jié)構(gòu)材料、天文、碟剎、離合器、柴油微粒濾清器、細(xì)絲高溫計(jì)、陶瓷薄膜、裁切工具、加熱元件、、珠寶、鋼、護(hù)具、觸媒擔(dān)體等領(lǐng)域。
一、黑碳化硅含SiC約95%,其韌性高于綠碳化硅,大多用于加工抗張強(qiáng)度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等。
二、綠碳化硅含SiC約97%以上,自銳性好,大多用于加工硬質(zhì)合金、鈦合金和光學(xué)玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速具。此外還有立方碳化硅,它是以特殊工藝制取的黃綠色晶體,用以制作的磨具適于軸承的超精加工。
這兩種不同類型的碳化硅制品的使用性能以及在使用用途上都有著較大的差異,大家在進(jìn)行選擇的時(shí)候要根據(jù)自己的實(shí)際需要進(jìn)行合理的選擇。
碳化硅的工業(yè)制法是用石英砂和石油焦在電阻爐內(nèi)煉制
工業(yè)碳化硅因所含雜質(zhì)的種類和含量不同,而呈淺黃、綠、藍(lán)乃至黑色,透明度隨其純度不同而異。碳化硅晶體結(jié)構(gòu)分為六方或菱面體的 α-SiC和立方體的β-SiC(稱立方碳化硅)。α-SiC由于其晶體結(jié)構(gòu)中碳和硅原子的堆垛序列不同而構(gòu)成許多不同變體,已發(fā)現(xiàn)70余種。β-SiC于2100℃以上時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)棣?SiC。碳化硅的工業(yè)制法是用石英砂和石油焦在電阻爐內(nèi)煉制。煉得的碳化硅塊,經(jīng)破碎、酸堿洗、磁選和篩分或水選而制成各種粒度的產(chǎn)品。例如,它所具有的耐高溫性、導(dǎo)熱性而成為隧道窯或梭式窯的窯具材料之一,它所具有的導(dǎo)電性使其成為一種重要的電加熱元件等。碳化硅至少有70種結(jié)晶型態(tài)。α-碳化硅為常見的一種同質(zhì)異晶物,在高于2000 °C高溫下形成,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-碳化硅穩(wěn)定,且碰撞時(shí)有較為悅耳的聲音,但直至今日,這兩種型態(tài)尚未有商業(yè)上之應(yīng)用。金剛砂又名碳化硅(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。碳化硅又稱碳硅石。在當(dāng)代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。
碳化硅耐火材料是以碳化硅為原料和主晶相的耐火制品。因?yàn)樘蓟枘突鹬破返脑虾椭骶嘀饕翘蓟瑁灾破返脑S多性質(zhì)都取決于碳化硅的性質(zhì)。黑碳化硅是以石英砂,石油焦和質(zhì)量好的硅石為主要原料,通過電阻爐高溫冶煉而成。這類耐火制品中,碳化硅為瘠性料,必須由結(jié)合劑將其黏結(jié)為整體,故結(jié)合劑的性質(zhì)和粘結(jié)形式對(duì)制品的性質(zhì)有相當(dāng)大的影響。
碳化硅是硅與碳元素以共價(jià)鍵結(jié)合的非金屬碳化物,分為天然碳化硅和人工合成碳化硅。天然碳化硅稱為碳硅石,儲(chǔ)量甚少,無開采價(jià)值。工業(yè)上用的碳化硅都是由人工合成的。
碳化硅是碳化硅二元系中二元化合物,其原子比為1:1含C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29.97%,Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70.03%。碳化硅有兩種晶型:β-SiC和α-SiC。β-SiC為立方晶系,從2100℃開始到2400℃ 不可逆地緩慢轉(zhuǎn)化為六方晶系α-SiC。建材陶瓷砂輪工業(yè)利用其導(dǎo)熱系數(shù)、熱輻射、高熱強(qiáng)度大的特性,制造薄板窯具,不僅能減少窯具容量,還提高了窯爐的裝容量和產(chǎn)品質(zhì)量,縮短了生產(chǎn)周期,是陶瓷釉面烘烤燒結(jié)理想的間接材料。在轉(zhuǎn)化溫度下保溫時(shí)間于轉(zhuǎn)化量。β-SiC真密度為3.21g/cm3,α-SiC為3.22g/cm3。通常,在碳化硅耐火制品中碳化硅多為α-SiC。它具有很低的熱膨脹性,約為莫來石的二分之一。導(dǎo)熱性很高,在室溫下熱導(dǎo)率約為35W/(m·℃),它隨溫度升高略有下降,但在高溫下仍很高,例如在1300℃仍在11W/(m·℃)以上。