碳化硅是由硅与碳元素以共价键结合的非金属碳化物,硬度仅次于金刚石和碳化硼。化学式为sic。无色晶体,外表氧化或含杂质时呈蓝黑色。碳化硅应用使铸铁中石墨的形态主要是细小而且均匀分布的a型石墨,从而-铸铁的力学性能。具有金刚石结构的碳化硅变体俗称金刚砂。金刚砂的硬度挨近金刚石,热安稳性好,2127℃时由β-碳化硅转变成α-碳化硅,α-碳化硅在2400℃依然安稳。
碳化硅制品具有耐高温、耐磨、耐热震、耐化学腐蚀、耐辐射和杰出的导电性、导热性等-功用,因而在-各部门中具有广泛的用处。在我国,绿碳化硅首要用做磨料。经过大量的实验总结得出碳化硅在灰铸铁生产中已经成为重要的材料。黑碳化硅用于制造磨具,多用于切开和研磨抗张强度低的资料,如玻璃、陶瓷、石料和耐火物等,一起也用于铸铁零件和有色金属资料的磨削。
在航天工业中,用碳化硅制造的燃气滤片、燃烧室喷嘴已用于火箭技能中。现已完成工业化出产的碳化硅纤维,是一种新式高强度、高模量资料,具有优异的耐热性和耐氧化性,与金属、树脂有杰出的相容性。可加工玻璃、陶瓷、石材、铸铁及部分有色金属、碳化物、钛合金、高速钢工具及砂轮。使用温度可达1200℃,高温下强度坚持率可达80%以上。
在炭素工业中,碳化硅首要用来出产炼铁高炉用砖,如石墨碳化硅、氮化硅结合的碳化硅砖等。在石墨电极出产中,碳化硅还用做耐氧化涂层电极的涂层耐火烧结料的配猜中,以添加涂层对温度急剧改变的承受才能。目前碳化硅粗料已能大量供应,不能算-产品,而技术含量较高的纳米级碳化硅粉体的应用短时间不可能形成规模经济。在特种炭素资料生物炭的制造中,常以-为气体质料,经高温热解反响,在石墨基体上堆积生成含硅热解炭涂层,以添加制品的硬度、强度和耐磨性。
碳化硅用途广泛,越来越来的新市场正待开发;以线切割为代表的新型领域,正碳化硅行业换代升级;随着国际和中国经济形势的好转,碳化硅行业也会迎来一定的发展机会,需要注意的是对环境的-将会严厉。
碳化硅的技术研发呈加速趋势,替代技术大量出现。太阳能光伏产业仍处在快速成长期,有多种技术在激烈竞争。目前晶硅电池在市场份额上占了-,但是其他技术也在快速演进中。在当代c、n、b等非氧化物高技术耐火原料中,碳化硅为应用广泛、经济的一种,可以称为金钢砂或耐火砂。如若把硅晶电池看做代电池技术,今后会有无机薄膜电池、薄膜电池等二三代电池技术。电池技术会向更高的发电效率上发展,这是一种趋势。
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黑碳化硅的用途及种类不同,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)。在特种炭素资料生物炭的制造中,常以-为气体质料,经高温热解反响,在石墨基体上堆积生成含硅热解炭涂层,以添加制品的硬度、强度和耐磨性。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。
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