碳化硅用途主要有哪些方面 碳化硅用途主要有哪些特点

碳化硅用途主要有哪些?

碳化硅是非常坚硬的合成晶体,它的化学式是SiC。自19世纪末以来,碳化硅一直是砂纸、砂轮和切割工具的重要材料。最近,它已经在工业炉的耐火衬里和加热元件、泵和火箭发动机的耐磨部件以及发光二极管的半导体衬底中得到应用。

碳化硅(SiC)陶瓷是通过一种称为反应结合的工艺制造的。

碳化硅是由美国发明家爱德华·乔治·艾奇逊1891年发现的。当艾奇逊试图生产人造钻石时,他将粘土和焦粉的混合物用坩埚加热,坩埚和普通碳弧灯作为电极。他发现亮绿色晶体附着在碳电极上,并认为他已经从粘土中制备了一些碳和氧化铝的新化合物。他称新的化合物为碳化硅,因为氧化铝的天然矿物形式被称为刚玉。发现晶体的硬度接近钻石,艾奇逊立即意识到他的发现的重要性,申请了美国专利。他早期的产品最初是用于宝石抛光的,售价与天然钻石粉尘相当。这种新化合物可从廉价原料中获得,产量很高,很快成为一种重要的工业产品。

大约在艾奇逊发现的同时,法国亨利·穆瓦桑用石英和碳的混合物生产了一种类似的化合物,但是在1903年的一份出版物中,穆瓦桑把最初的发现归功于艾奇逊。

直到1929年发明了碳化硼,碳化硅是最坚硬的已知合成材料。它的莫氏硬度评级为9,接近钻石。除了硬度之外,碳化硅晶体还具有断裂特性,这使得它们在砂轮、砂纸和布料产品中非常有用。它的高导热性,连同它的高温强度,低热膨胀和耐化学反应性,使得碳化硅在高温砖和其他耐火材料的制造中有价值。它也被归类为半导体具有介于金属和绝缘材料之间的导电性。这一特性,再加上它的热特性,使得碳化硅在高温应用中成为传统半导体(如硅)的有希望的替代品。

延伸阅读

sic碳化硅材料的用途?

1、在半导体领域的应用

碳化硅一维纳米材料由于自身的微观形貌和晶体结构使其具备更多独特的优异性能和更加广泛的应用前景,被普遍认为有望成为第三代宽带隙半导体材料的重要组成单元。

2、在光伏领域的应用

光伏逆变器对光伏发电作用非常重要,不仅具有直交流变换功能,还具有最大限度地发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能。归纳起来有自动运行和停机功能、最大功率跟踪控制功能、防单独运行功能(并网系统用)、自动电压调整功能(并网系统用)、直流检测功能(并网系统用)、直流接地检测功能(并网系统用)等。

3、在航空领域的应用

碳化硅制作成碳化硅纤维,碳化硅纤维主要用作耐高温材料和增强材料,耐高温材料包括热屏蔽材料、耐高温输送带、过滤高温气体或熔融金属的滤布等。用做增强材料时,常与碳纤维或玻璃纤维合用,以增强金属(如铝)和陶瓷为主,如做成喷气式飞机的刹车片、发动机叶片、着陆齿轮箱和机身结构材料等,还可用做体育用品,其短切纤维则可用做高温炉材等。

碳化硅是干嘛用的?

碳化硅是一种磨料.

砂轮是用磨料和结合剂树脂等制成的中央有通孔的圆形固结磨具.砂轮是磨具中用量最大、使用面最广的一种,使用时高速旋转,可对金属或非金属工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、半精磨和精磨以及开槽和切断等.砂轮种类繁多.

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。

碳化硅的用途及使用方法?

碳化硅主要用于功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。碳化硅粗料已能大量供应,不能算高新技术产品,而技术含量极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。

碳化硅磨料

  1、作为磨料,可用来做磨具,如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。

  2、作为冶金脱氧剂和耐高温材料。

  3、高纯度的单晶,可用于制造半导体、制造碳化硅纤维。

  主要作用:用于3—12英寸单晶硅、多晶硅、砷化钾、石英晶体等线切割。太阳能光伏产业、半导体产业、压电晶体产业工程性加工材料。

  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,正引领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,需要注意的是国家对环境的管控将会更加严厉。

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