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關于碳化硅的基礎知識

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關于碳化硅的基礎知識

發布日期:2019-08-31 作者: 點擊:

碳化硅(SiC)是一種極其堅硬的藍黑色不溶性結晶物質,它是通過在高溫下用沙子加熱碳而制成的,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確實像礦物質莫桑石一樣自然發生,但這種情況極為罕見。然而,自1893年以來,它已經以粉末形式大量生產用作磨料。作為磨料,它已經在磨輪和許多其他磨料應用中使用了一百多年。


自19世紀后期以來,碳化硅一直是砂紙,砂輪和切削工具的重要材料。最近,它已經應用于工業爐的耐火襯里和加熱元件,泵和火箭發動機的耐磨部件,以及用于發光二極管的半導體襯底。


碳化硅是一種優良的磨料,已經生產并制成砂輪和其他磨料產品已有一百多年的歷史。它用于磨料,耐火材料,陶瓷和眾多高性能應用。該材料也可以制成電導體,并且可以應用于電阻加熱,火焰點火器和電子元件。


碳化硅的生產與性能,美國發明家愛德華·艾奇遜于1891年發現了碳化硅。在試圖生產人造鉆石時,艾奇遜在鐵碗中加熱粘土和粉狀焦炭的混合物,碗和普通的碳弧光作為電極。他發現明亮的綠色晶體附著在碳電極上,并認為他已從粘土中制備了一些新的碳和氧化鋁化合物。


 

碳化硅由碳和硅原子的四面體組成,在晶格中具有強鍵。這產生了非常堅硬和堅固的材料。碳化硅不會受到高達800°C的任何酸或堿或熔鹽的侵蝕。在空氣中,SiC在1200°C下形成保護性氧化硅涂層,并且能夠在高達1600°C的溫度下使用。化學純度,耐溫度下的化學侵蝕性和高溫下的強度保持性使得這種材料非常受歡迎,因為晶片托盤支撐和半導體爐中的槳葉。材料的導電性導致其用于電爐的電阻加熱元件,并且作為熱敏電阻(溫度可變電阻器)和變阻器(電壓可變電阻器)中的關鍵部件。


純SiC以無色晶體形式獲得,密度為3.21g/mL,熔點極高,為2730℃。由于工業生產中的少量鐵或其他雜質,它更常見于藍黑色,彩虹色結晶固體。


它是一種非常穩定的化學惰性化合物。它是一種極硬的材料,莫氏硬度等級為9,接近金剛石的硬度。它還具有高導熱性,高溫強度,低熱膨脹性,耐化學反應性和作為半導體的功能。


由于材料的耐用性和低成本,碳化硅在現代寶石中是一種流行的磨料。在制造中,它用于磨削加工過程中的硬度,例如磨削,珩磨,水射流切割和噴砂。將碳化硅顆粒層壓到紙上以在滑板上產生砂紙和抓握帶。


它用于制造各種材料,如沙紙,砂輪,切削工具,硬質陶瓷,汽車零件,耐火襯里,高溫磚,加熱元件,泵和火箭發動機的耐磨零件,甚至珠寶。它也是電子工業中的重要材料,用于制造發光二極管(LED)和半導體器件。


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關鍵詞:碳化硅,耐火料,耐火材料

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