【廣告】
碳化硅(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑為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-莫桑石中。碳化硅制品具有耐高溫、耐磨、耐熱震、耐化學(xué)腐蝕、耐輻射和杰出的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等特別功用,因而在國民經(jīng)濟各部門中具有廣泛的用處。碳化硅又稱金鋼砂或耐火砂。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產(chǎn)綠色碳化硅時需要加鹽)等原料在電阻爐內(nèi)經(jīng)高溫冶煉而成。
黑碳化硅是以石英砂,石油焦和硅石為主要原料,通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,機械強度高于剛玉,性脆而鋒利。用綠碳化硅的耐腐蝕,熱沖擊耐磨性和良好的導(dǎo)熱性能,提高使用壽命的大型高爐。綠碳化硅是以石油焦和硅石為主要原料,添加鹽作為添加劑,通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,機械強度高于剛玉。
碳化硅作為未來電動汽車充電模塊和電動模塊相關(guān)重要核心的電子材料,能實現(xiàn)綠色出行的能源供應(yīng)、低碳、智能、可持續(xù)發(fā)展,搶占未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點。碳化硅由于化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好,除作磨料用外,還有很多其他用途。碳化硅器件對充電模塊性能提升主要體現(xiàn)在三方面:(1)提高頻率,簡化供電網(wǎng)絡(luò);(2)降低損耗,減少溫升。(3)縮小體積,提升效率。
碳化硅器件能提高純電動汽車或混合動力汽車功率轉(zhuǎn)化性能。碳化硅的脫碳機理為:當(dāng)冶煉進行的一定程度后,鋼與碳化硅之間存在一定的液相隔離層。電動汽車的電動模塊中電動機是有源負載,其轉(zhuǎn)速范圍很寬,且在行駛過程中需要頻繁地加速和減速,工作條件比一般的調(diào)速系統(tǒng)復(fù)雜,采用碳化硅功率器件可有效提高其驅(qū)動系統(tǒng),獲得更高的擊穿電壓、更低的開啟電阻、更大的熱導(dǎo)率以及能在更高溫度下穩(wěn)定工作。
在航天工業(yè)中,用碳化硅制造的燃氣濾片、燃燒室噴嘴已用于火箭技能中。鑄造用碳化硅盡量在90%左右,一是高純料,硬度高,熔點也高,低純料可能雜質(zhì)太多?,F(xiàn)已完成工業(yè)化出產(chǎn)的碳化硅纖維,是一種新式高強度、高模量資料,具有優(yōu)異的耐熱性和耐氧化性,與金屬、樹脂有杰出的相容性。使用溫度可達1200℃,高溫下強度堅持率可達80%以上。
在炭素工業(yè)中,碳化硅首要用來出產(chǎn)煉鐵高爐用磚,如石墨碳化硅、氮化硅結(jié)合的碳化硅磚等。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、經(jīng)濟的一種,可以稱為金鋼砂或耐火砂。在石墨電極出產(chǎn)中,碳化硅還用做耐氧化涂層電極的涂層耐火燒結(jié)料的配猜中,以添加涂層對溫度急劇改變的承受才能。在特種炭素資料生物炭的制造中,常以丙烷為氣體質(zhì)料,經(jīng)高溫?zé)峤夥错?,在石墨基體上堆積生成含硅熱解炭涂層,以添加制品的硬度、強度和耐磨性。
純碳化硅是無色透明的晶體。工業(yè)碳化硅因所含雜質(zhì)的種類和含黑碳化硅的用途及種類不同,而呈淺黃、綠、藍乃至黑色,透明度隨其純度不同而異。受熔融鋼水、爐渣、爐氣以及兌入鐵水和加入散料、廢鋼時的機械沖刷,使得碳化硅脫落并卷入鋼溶液中,形成非金屬夾雜。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。