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碳化硅又名碳硅石、金刚砂,是一种无机物,化学式为SiC,是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物,莫桑石。在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.中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.20~3.25,显微硬度为2840~3320kg/mm2!
低品级碳化硅(含SiC约85%)是的脱氧剂,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,莫氏硬度为9.5级,仅次于世界上硬的金刚石(10级),具有优良的导热性能,是一种半导体,高温时能抗氧化!碳化硅至少有70种结晶型态!α-碳化硅为常见的一种同质异晶物,在高于2000°C高温下形成,具有六角晶系结晶构造(似纤维锌矿)!β-碳化硅,立方晶系结构,与钻石相似,则在低于2000°C生成,结构如页面附图所示!
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碳化硅是由美国人艾奇逊在1891年电熔金刚石实验时,在实验室偶然发现的一种碳化物,当时误认为是金刚石的混合体,故取名金刚砂,1893年艾奇逊研究出来了工业冶炼碳化硅的方法,也就是大家常说的艾奇逊炉,一直沿用至今,以碳质材料为炉芯体的电阻炉,通电加热石英SIO2和碳的混合物生成碳化硅!关于碳化硅的几个事件1905年次在陨石中发现碳化硅.1907年只碳化硅晶体发光二极管诞生。1955年理论和技术上重大突破,LELY提出生长高品质碳化概念,从此将SiC作为重要的电子材料.
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在上述各层料中,通常将未反应料和一部分氧碳化硅层料作为乏料收集,将氧碳化硅层的另一部分料与无定形物、二级品、部分粘结物一起收集为回炉料,而一些粘结很紧、块度大、杂质多的粘结物则抛弃之。而一级品则经过分级、粗碎、细碎、化学处理、干燥与筛分、磁选后就成为各种粒度的黑色或绿色的SiC颗粒。要制成碳化硅微粉还要经过水选过程;要做成碳化硅制品还要经过成型与结烧的过程!物质特性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;用以制成的耐火材料,耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好.
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碳化硅泡沫陶瓷是气孔率非常高的陶瓷,碳化硅陶瓷是气孔率很低的陶瓷!原料是一样的!SiC陶瓷不仅具备优良的常温力学性能,如高的抗弯强度、优良的抗氧化性、较好的耐腐蚀性、高的抗磨损以及低的摩擦系数,而且高温力学性能(强度、抗脆性性等)是未知陶瓷材料中良好的。热压工件、无压工件、热等静压工件的材料,其高温强度可一直保持到1600℃,是陶瓷材料中高温强度*差的材料。抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中*差的。SiC陶瓷的缺点是断裂韧性较低,即脆性较小,为此近几年以SiC陶瓷为基的复相陶瓷,如纤维(或晶须)修补、异相颗粒致密增强、以及梯度功能材料相继经常出现,提高了单体材料的韧性和强度。SiC陶瓷在石油、化工、微电子、汽车、航天、航空、造纸、激光、矿业及原子能等工业领域取得了普遍的应用于。