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活性炭有大量的小孔洞,能吸附一些可溶性的膠體和大分子有機(jī)物,在一定程度上凈化水質(zhì),但不能除去所有雜質(zhì),如鹽等離子就不能除去
活性炭是一種黑色粉狀,粒狀或丸狀或無定形具有多孔的碳。主要成分為碳,還含少量氧、氫、硫、氮、氯。其主要有木材、果殼、煤等經(jīng)過高溫活化而成。碳元素是自然界穩(wěn)定的元素,活性炭亦有這一特點?;钚蕴績?nèi)孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),具有較大的表面積(500~1000米2/克),甚至更高,有很強(qiáng)的物理吸附性能,能吸附氣體、液體或膠態(tài)固體;對于氣體、液體,吸附物質(zhì)的質(zhì)量可接近于活性炭本身的質(zhì)量。其吸附作用具有選擇性,非極性物質(zhì)比極性物質(zhì)更易于吸附。在同一系列物質(zhì)中,沸點越高的物質(zhì)越容易被吸附,壓強(qiáng)越大、溫度越低、濃度越大,吸附量越大。反之,減壓、升溫有利于氣體的解吸。
活性炭常用于氣體的吸附、分離和提純、溶劑的回收,糖液、油脂、甘油、的脫色劑,飲用水及冰箱的除臭劑,防毒面具中的濾毒劑、空氣凈化,還可用作催化劑或金屬鹽催化劑的載體等。
第三代半導(dǎo)體材料,主要代表碳化硅和氮化相對于前兩代半導(dǎo)體材料而言,在高溫、高壓、高頻的工作環(huán)境下有著明顯的優(yōu)勢。
碳化硅早在1842年就被發(fā)現(xiàn)了,直到1955年才開發(fā)出生長碳化硅晶體材料的方法,1987年商業(yè)化生產(chǎn)的的碳化硅才進(jìn)入市場,21世紀(jì)后碳化硅的商業(yè)應(yīng)用才算鋪開。
與硅相比,碳化硅具有更高的禁帶寬度,禁帶寬度越寬,臨界擊穿電壓越大,高電壓下可以減少所需器件數(shù)目。具有高飽和電子飄逸速度,制作的元件開關(guān)速度大約是硅的3-10倍,高壓條件下能高頻操作,所需的驅(qū)動功率小,電路能量損耗低。具有高熱導(dǎo)率,可減少所需的冷卻系統(tǒng),也更適用于高功率場景下的使用,一般的硅半導(dǎo)體器件只能在100℃以下正常運行,器件雖然能在200℃以上工作,但是效率大大下降,而碳化硅的工作溫度可達(dá)600℃,具有很強(qiáng)的耐熱性。并且混合SIC器件體積更小,工作損耗的降低以及工作溫度的上升使得集成度提高,體積減小。
一般來說,碳化硅耐火材料具有多方面的優(yōu)良性能,例如,在比較寬的溫度范圍內(nèi)具有高的強(qiáng)度、高的抗熱震性、優(yōu)良的耐磨性能、高的熱導(dǎo)率、耐化學(xué)腐蝕性等。不過,也應(yīng)看到,它的弱點是能力差,由此而造成高溫積脹大、變形等降低了使用壽命。
為了提高碳化硅耐火材料的性能,在結(jié)合劑方面做了不少的選擇工作。使用粘土(包括氧化物)結(jié)合,但并未能起到保護(hù)作用,碳化硅顆粒仍然受到氧化和侵蝕。50年代末,選擇用氮化硅(Si3N4)結(jié)合,作為碳化硅耐火材料的改進(jìn)產(chǎn)品,確實具有很好的性(見圖1),且無顯著的膨脹現(xiàn)象。但是價格較貴;加之在反復(fù)加熱冷卻時有突然破壞的可能;而氮化硅本身的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)帶有滲透性,不能從根本上保護(hù)碳化硅不被氧化。60年代初,又出現(xiàn)了用氧氮化硅(Si2ON2)結(jié)合的碳化硅耐火材料,比之氮化硅結(jié)合具有更好的性能,因為氧氮化硅粘附于碳化硅表面的氧化硅薄膜,并與其反應(yīng)形成和碳化硅牢固結(jié)合的連續(xù)保護(hù)膜。同時,這種材料的價格適當(dāng),相當(dāng)于用氧化物結(jié)合的碳化硅材料。