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碳化硅的用途及性质

碳化硅的用途及性质

更新时间:2023-11-16 18:38:37

碳化硅的用途及性质

【性质】分子式为sic,其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,可作为磨料和其他某些工业材料使用。

工业用碳化硅于1891年研制成功,是最早的人造磨料。在陨石和地壳中虽有少量碳化硅存在,但迄今尚未找到可供开采的矿源。

纯碳化硅是无色透明的晶体。

工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同,而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色,透明度随其纯度不同而异。

碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的 α-sic和立方体的β-sic(称立方碳化硅)。

α-sic由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体,已发现70余种。

β-sic于2100℃以上时转变为α-sic。

碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制。炼得的碳化硅块,经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。

碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种,都属α-sic。

①黑碳化硅含sic约98.5%,其韧性高于绿碳化硅,大多用于加工抗张强度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。

②绿碳化硅含sic99%以上,自锐性好,大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。

此外还有立方碳化硅,它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体,用以制作的磨具适于轴承的超精加工,可使表面粗糙度从ra32~0.16微米一次加工到ra0.04~0.02微米。碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,除作磨料用外,还有很多其他用途,例如:以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁,可提高其耐磨性而延长使用寿命1~2倍;用以制成的高级耐火材料,耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好。

低品级碳化硅(含sic约85%)是极好的脱氧剂,用它可加快炼钢速度,并便于控制化学成分,提高钢的质量。

此外,碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。碳化硅的硬度很大,具有优良的导热性能,是一种半导体,高温时能抗氧化。

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