
碳化矽(sic)概述
下文主要是講sic的作用。金剛砂又名碳化矽(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產綠色碳化矽時需要加食鹽)等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化矽在大自然也存在罕見的礦物,莫桑石。 碳化矽又稱碳矽石。在當代C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中,碳化矽為應用最廣泛、最經濟的一種,可以稱為金鋼砂或耐火砂。 目前中國工業生產的碳化矽分為黑色碳化矽和綠色碳化矽兩種,均為六方晶體,比重為3.20~3.25,顯微硬度為2840~3320kg/mm2。
sic的性質
講sic的作用前,日韩国产成人了解一下sic的性質。分子式為SiC,其硬度介於剛玉和金剛石之間,機械強度高於剛玉,可作為磨料和其他某些工業材料使用。工業用碳化矽於1891年研製成功,是最早的人造磨料。在隕石和地殼中雖有少量碳化矽存在,但迄今尚未找到可供開采的礦源。
工業碳化矽因所含雜質的種類和含量不同,而呈淺黃、綠、藍乃至黑色,透明度隨其純度不同而異。碳化矽晶體結構分為六方或菱麵體的 α-SiC和立方體的β-SiC(稱立方碳化矽)。α-SiC由於其晶體結構中碳和矽原子的堆垛序列不同而構成許多不同變體,已發現70餘種。
β-SiC於2100℃以上時轉變為α-SiC。
碳化矽的工業製法是用優質石英砂和石油焦在電阻爐內煉製。煉得的碳化矽塊,經破碎、酸堿洗、磁選和篩分或水選而製成各種粒度的產品。
碳化矽有黑碳化矽和綠碳化矽兩個常用的基本品種,都屬α-SiC。
①黑碳化矽含SiC約98。5%,其韌性高於綠碳化矽,大多用於加工抗張強度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等。
②綠碳化矽含SiC99%以上,自銳性好,大多用於加工硬質合金、鈦合金和光學玻璃,也用於珩磨汽缸套和精磨高速鋼刀具。
此外還有立方碳化矽,它是以特殊工藝製取的黃綠色晶體,用以製作的磨具適於軸承的超精加工,可使表麵粗糙度從Ra32~0。16微米一次加工到Ra0。04~0。02微米。
碳化矽由於化學性能穩定、導熱係數高、熱膨脹係數小、耐磨性能好,除作磨料用外,還有很多其他用途,例如:以特殊工藝把碳化矽粉末塗布於水輪機葉輪或汽缸體的內壁,可提高其耐磨性而延長使用壽命1~2倍;用以製成的高級耐火材料,耐熱震、體積小、重量輕而強度高,節能效果好。
低品級碳化矽(含SiC約85%)是極好的脫氧劑,用它可加快煉鋼速度,並便於控製化學成分,提高鋼的質量。此外,碳化矽還大量用於製作電熱元件矽碳棒。
碳化矽的硬度很大,具有優良的導熱性能,是一種半導體,高溫時能抗氧化。
sic的作用有哪些?
sic的作用如下:
1、作為磨料,可用來做磨具,如砂輪、油石、磨頭、砂瓦類等。
2、作為冶金脫氧劑和耐高溫材料。碳化矽主要有四大應用領域,即: 功能陶瓷、高級耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化矽粗料已能大量供應, 不能算高新技術產品,而技術含量極高 的納米級碳化矽粉體的應用短時間不可能形成規模經濟。
3、高純度的單晶,可用於製造半導體、製造碳化矽纖維。
碳化矽在三大領域的作用
人類1905年 第一次在隕石中發現碳化矽,現在主要來源於人工合成,碳化矽有許多用途,行業跨度大,可用於單晶矽、多晶矽、砷化鉀、石英晶體等、太陽能光伏產業、半導體產業、壓電晶體產業工程性加工材料。
1、sic的作用-在半導體領域的應用
碳化矽一維納米材料由於自身的微觀形貌和晶體結構使其具備更多獨特的優異性能和更加廣泛的應用前景,被普遍認為有望成為第三代寬帶隙半導體材料的重要組成單元。
第三代半導體材料即寬禁帶半導體材料,又稱高溫半導體材料,主要包括碳化矽、氮化镓、氮化鋁、氧化鋅、金剛石等。這類材料具有寬的禁帶寬度(禁帶寬度大於2.2ev)、高的熱導率、高的擊穿電場、高的抗輻射能力、高的電子飽和速率等特點,適用於高溫、高頻、抗輻射及大功率器件的製作。第三代半導體材料憑借著其優異的特性,未來應用前景十分廣闊。
2、sic的作用-在光伏領域的應用
光伏逆變器對光伏發電作用非常重要,不僅具有直交流變換功能,還具有最大限度地發揮太陽電池性能的功能和係統故障保護功能。歸納起來有自動運行和停機功能、最大功率跟蹤控製功能、防單獨運行功能(並網係統用)、自動電壓調整功能(並網係統用)、直流檢測功能(並網係統用)、直流接地檢測功能(並網係統用)等。
國內逆變器廠家對新技術和新器件的應用還是太少,以碳化矽為功率器件的逆變器,並且開始大批量應用,碳化矽內阻很少,可以把效率做很高,開關頻率可以達到10K,也可以節省LC濾波器和母線電容。碳化矽材料在光伏逆變器應用上或有突破。
3、sic的作用-在航空領域的應用
碳化矽製作成碳化矽纖維,碳化矽纖維主要用作耐高溫材料和增強材料,耐高溫材料包括熱屏蔽材料、耐高溫輸送帶、過濾高溫氣體或熔融金屬的濾布等。用做增強材料時,常與碳纖維或玻璃纖維合用,以增強金屬(如鋁)和陶瓷為主,如做成噴氣式飛機的刹車片、發動機葉片、著陸齒輪箱和機身結構材料等,還可用做體育用品,其短切纖維則可用做高溫爐材等。
碳化矽粗料已能大量供應,但是技術含量極高 的納米級碳化矽粉體的應用短時間不可能形成規模經濟。碳化矽晶片在我國研發尚屬起步階段,碳化矽晶片在國內的應用較少,碳化矽材料產業的發展缺乏下遊應用企業的支撐。
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