人類1905年在隕石中發(fā)現(xiàn)碳化硅,現(xiàn)在主要來源于人工合成,碳化硅有很多用途,行業(yè)跨度大,可用于單晶硅、多晶硅、石英晶體等、太陽能光伏工業(yè)、半導(dǎo)體工業(yè)、壓電晶體工業(yè)工程性加工材料。
第三代半導(dǎo)體材料憑借著其優(yōu)異的特性,未來應(yīng)用遠(yuǎn)景十分廣闊。碳化硅晶片在我國研發(fā)尚屬起步階段,碳化硅晶片在海內(nèi)的應(yīng)用較少,碳化硅材料工業(yè)的發(fā)展缺乏下游應(yīng)用企業(yè)的支撐。用做增強(qiáng)材料時(shí),常與碳纖維或玻璃纖維適用,以增強(qiáng)金屬(如鋁)和陶瓷為主,如做成噴氣式飛機(jī)的剎車片、發(fā)念頭葉片、著陸齒輪箱和機(jī)身結(jié)構(gòu)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。
常用的碳化硅磨料有兩種不同的晶體,山西碳化硅,一種是綠碳化硅,含SiC?97%以上,主要用于磨硬質(zhì)含金工具。另一種是黑碳化硅,煉鋼碳化硅供應(yīng)商,有金屬光澤,含SiC?95%以上,強(qiáng)度比綠碳化硅大,但硬度較低,主要用于磨鑄鐵和非金屬材料。在隕石和地殼中雖有少量碳化硅存在,但迄今尚未找到可供開采的礦源。
工業(yè)碳化硅因所含雜質(zhì)的種類和含量不同,而呈淺黃、綠、藍(lán)乃至黑色,透明度隨其純度不同而異。碳化硅晶體結(jié)構(gòu)分為六方或菱面體的?α-SiC和立方體的β-SiC。α-SiC由于其晶體結(jié)構(gòu)中碳和硅原子的堆垛序列不同而構(gòu)成許多不同變體,已發(fā)現(xiàn)70余種。β-SiC于2100℃以上時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)棣?SiC。
碳化硅的工業(yè)制法是用石英砂和石油焦在電阻爐內(nèi)煉制。煉得的碳化硅塊,經(jīng)破碎、酸堿洗、磁選和篩分或水選而制成各種粒度的產(chǎn)品。碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個(gè)常用的基本品種,其韌性高于綠碳化硅,大多用于加工抗張強(qiáng)度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬。
碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個(gè)常用的基本品種,煉鋼碳化硅批發(fā),都屬α-SiC。①黑碳化硅含SiC約95%,其韌性高于綠碳化硅,大多用于加工抗張強(qiáng)度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等。綠碳化硅含SiC約97%以上,自銳性好,大多用于加工硬質(zhì)合金、鈦合金和光學(xué)玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速具。
利用碳化硅具有耐腐蝕、耐高溫、強(qiáng)度大、導(dǎo)熱性能良好、抗沖擊等特性,碳化硅一方面可用于各種冶煉爐襯、高溫爐窯構(gòu)件、碳化硅板、襯板、支撐件、匣缽、碳化硅坩堝等。另一方面可用于有色金屬冶煉工業(yè)的高溫間接加熱材料,如豎罐蒸餾爐、精餾爐塔盤、鋁電解槽、銅熔化爐內(nèi)襯、爐用弧型板、熱電偶保護(hù)管等;用于制作耐磨、耐蝕、耐高溫等碳化硅陶瓷材料;還可以制做火箭噴管、燃?xì)廨啓C(jī)葉片等。
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