黑碳化硅純度降低的原因分析

純度的高低決定了黑碳化硅品質的好壞，而冶煉出的原塊純度黑碳化硅在98.4%，而加工的不同篩分與剔除物料中多余的鐵、碳含量，以保證物料品質。由于在加工高目數(shù)的過程目數(shù)越高而純度越低：是因為在加工600目以上之后，物料在微米級下提純工藝不能達到，且生產成本增加、而噸消耗100-200公斤左右。而提高的能力有限所以在不影響品質情況下，生產下性價比較好的碳化硅微粉才是市場所需。

例如黑碳化硅在號砂的情況下，純度和原塊純度不會有太高出入。而再往高目數(shù)加工顆粒以微米形態(tài)呈現(xiàn)，由加工設備，破碎介質的影響純度則會有所降低。所以高目數(shù)下純度的降低在所難免。

黑碳化硅目前在很多范圍內得到了較大的應用，由于所用規(guī)格不一樣，所以純度高低的應用也不同，但都具備了良好的性能。

黑碳化硅微粉中硅的含量決定其硬度

1、黑碳化硅微粉中硅的含量決定其硬度，碳化硅的粒徑大小對線切割影響很大，但重要的是碳化硅的顆粒形狀。綠碳化硅是以石油焦和硅石為主要原料，添加作為添加劑，通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間，機械強度高于剛玉；

2、黑碳化硅微粉呈綠色，晶體結構，硬度高，切削能力較強，化學性質穩(wěn)定，導熱性能好。微觀形狀呈六方晶體,碳化硅的莫氏硬度為9.2，威氏顯微硬度為3000--3300公斤/毫米，努普硬度為2670—2815公斤/毫米，顯微硬度3300千克每立方毫米。

黑碳化硅氧化的原因

       黑碳化硅材料在普通條件下（如大氣1000℃-2000℃）具有較好的性能，這是由于在高溫條件下，材料表面形成了一層非常薄的、致密的、與基體集合牢固的SiO2膜，氧在SiO2氧化膜中的擴散系數(shù)非常小，因此材料的氧化非常緩慢。材料在這種富氧條件下的緩慢氧化稱為惰性氧化。但在某些條件下，如在足夠高的溫度下或較低的氧分壓下，SiC轉化為揮發(fā)性的SiO2保護膜被環(huán)境腐蝕，這將導致材料被快速氧化，即產生活性氧化。而硅材料在使用過程中經常會遇到這種環(huán)境。到目前為止，對材料在高溫、氧化氣氛中，硅材料表面會生成致密的SiO2膜，它的反應為：

　　SiC 3/2O2→ SiO2 CO

　　SiC 2O2 →Sio2 CO2

　　表層SiC到SiO2的轉變導致材料的凈重增加。這是惰性氧化的特性之一。但是研究表明，SiC的早期氧化產物為玻璃臺態(tài)SiO2膜。隨著氧化溫度的升高，約800~1140℃，玻璃態(tài)SiO2膜發(fā)生晶化。相變將產生體積變化，這使得SiO2保護膜結構變得疏松，進而同黑碳化硅基體集合不牢。這樣，其氧化保護作用驟減。另外，當黑碳化硅材料循環(huán)使用時，由于SiO2在500℃以下熱膨脹系數(shù)變化較大，而基材的熱膨脹系數(shù)變化不大，這樣，保護膜與基材間熱應力變化較大，保護膜易。對于空隙較多的制品，如氮化硅結合材料，會發(fā)生晶界頸部氧化，產生的SiO2導致晶界處體積膨脹，膨脹應力將會導致制品破壞：的惰性氧化會產生氣體產物，這將產泡現(xiàn)象，使SiO2膜的氧化保護作用減小。

　　黑碳化硅出現(xiàn)氧化主要是由于高溫或低氧分壓的狀況下導致其表層被外界侵蝕且發(fā)生反應，所以為了保證其使用效果就需要我們在使用時嚴格把控溫度和環(huán)境等外界因素，從而確保材料的優(yōu)良屬性不會被破壞。

黑碳化硅微粉在電力電子中的應用

      黑碳化硅微粉在電力電子行業(yè)的發(fā)展，我們可以說一下碳化硅功率器件固態(tài)變壓器這個例子，隨著分布式發(fā)電系統(tǒng)、智能電網技術以及可再生能源的發(fā)展，固態(tài)變壓器作為其中的關鍵技術受到廣泛關注。

　　固態(tài)變壓器是一種以電力電子技術為核心的變電裝置，它通過電力電子變流器和高頻變壓器實現(xiàn)電力系統(tǒng)中的電壓變換和能量傳遞及控制，以取代電力系統(tǒng)中的傳統(tǒng)的工頻變壓器。與傳統(tǒng)變壓器相比，具有體積小、重量輕等優(yōu)點，同時具有傳統(tǒng)變壓器所不具備的諸多優(yōu)點，包括供電質量高、功率因數(shù)高、自動限流、具備無功補償能力、頻率變換、輸出相數(shù)變換以及便于自動監(jiān)控等優(yōu)點。固態(tài)變壓器的輸入側電壓等級非常高，一般在數(shù)千至數(shù)萬伏，目前多采用拓撲或器件串聯(lián)的方式，結構較為復雜。

　　黑碳化硅微粉在電力電子中的使用主要是器件的制造，它的使用可以使裝置的性能更加穩(wěn)定，簡化了結構，提升了其可靠性，可以說是一種不錯的材質，因為它使用在里面我們是看不到的，但我們在使用過程中就可以感受到其性能了。