碳化硅的物力性質(zhì)是怎樣的

　碳化硅在人們的日常生活中有著非常廣泛的用途，這得益于其良好的物力性能，在使用的時(shí)候有許多的使用優(yōu)勢(shì)，那么它的物力性質(zhì)是怎樣的呢。碳化硅成品是由碳化硅制成的，主要是有碳和硅構(gòu)成，屬于原子晶體，與金剛石有著相似的構(gòu)造?！　∈紫仁翘蓟璧纳珴?，它是一種無(wú)色透明的晶體，因?yàn)橥ǔ顩r下它也會(huì)有一定的雜質(zhì)的加入，所以會(huì)使其表面顏色呈現(xiàn)黑色，如果碳化硅含有氮時(shí)，其晶體的顏色就會(huì)呈現(xiàn)綠色，，碳化硅在自然光下表面具有斑駁陸離、絢麗多彩的色澤。　　碳化硅的導(dǎo)電性能，它是一種半導(dǎo)體，當(dāng)它其中的金屬含量較多時(shí)，其導(dǎo)電性能就會(huì)增加，它的電阻率隨溫度而變化，溫度升高電阻率變小，與金屬的溫度特性相反?！　√蓟璧挠捕?，它的硬度是非常大的，通常莫氏硬度為9.5級(jí)，而金剛石的硬度是10級(jí)，所以說(shuō)具有很強(qiáng)的硬度，耐磨性能也是非常的好?！　√蓟柚辽儆?0種結(jié)晶型態(tài)。其3.2g/cm3的比重及較高的升華溫度(約2700 °C)，在任何已能達(dá)到的壓力下，它都不會(huì)熔化，且具有相當(dāng)?shù)偷幕瘜W(xué)活性。

“三耐”材料利用碳化硅

“三耐”材料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。物質(zhì)特性碳化硅由于化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好，除作磨料用外，還有很多其他用途，例如：以特殊工藝把碳化硅粉末涂布于水輪機(jī)葉輪或汽缸體的內(nèi)壁，可提高其耐磨性而延長(zhǎng)使用壽命1～2倍。此外，碳化硅也是高速公路、航空飛機(jī)跑道太陽(yáng)能熱水器等的理想材料之一。碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個(gè)常用的基本品種，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。②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。此外還有立方碳化硅，它是以特殊工藝制取的黃綠色晶體，用以制作的磨具適于軸承的超精加工，可使表面粗糙度從Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米。建材陶瓷砂輪工業(yè)利用其導(dǎo)熱系數(shù)、熱輻射、高熱強(qiáng)度大的特性，制造薄板窯具，不僅能減少窯具容量，還提高了窯爐的裝容量和產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，是陶瓷釉面烘烤燒結(jié)理想的間接材料。利用良好的導(dǎo)熱和熱穩(wěn)定性，作熱交換器，燃耗減少20%，節(jié)約燃料35%，使生產(chǎn)率提高20-30%，特別是礦山選廠用排放輸送管道的內(nèi)放，其耐磨程度是普通耐磨材料的6--7倍。

生產(chǎn)工藝粗、中、細(xì)SiC的配方

生產(chǎn)工藝

粗 、中、細(xì)SiC的配方應(yīng)為5：1：4。制造碳化硅原料一般選用黑色SiC，其化學(xué)成分如下：SiC 98.0%，游離C 0.5%，F(xiàn)e 0.2%，游離SiO2 0.6%。由于結(jié)合方式不同，工藝過(guò)程有差異。不同結(jié)合方式的簡(jiǎn)要工藝是：

(1)氮化硅結(jié)合碳化硅：用粗、中、細(xì)碳化硅顆粒和細(xì)硅粉成型的坯體，在純N2氣體中，在1370℃產(chǎn)生一種以&α-SiC為骨架和以&α和&β-Si3N4。用以制成的耐火材料，耐熱震、體積小、重量輕而強(qiáng)度高，節(jié)能效果好。為基質(zhì)的氮化硅結(jié)合碳化硅。在基質(zhì)中尚有少量殘留硅和SiO2N2在制品中，這些組分的相對(duì)含量隨制造工廠不同而異。

(2)結(jié)合碳化硅：將SiC、硅粉、炭粉按一定配比，混合、成型，在1400℃還原氣氛中燒成。50~1微米以內(nèi)，SiO2 Si含量為1~5%入塑料桶，加去離子水，加分析純，攪拌10~12小時(shí)，靜止10~12小時(shí)。在大多數(shù)情況下采用埋炭燒成。在燒成過(guò)程中，產(chǎn)生一種以&α-SiC為骨架，以細(xì)晶粒&β-SiC為基質(zhì)的&β-Si3N4結(jié)合SiC磚。&β-SiC是在燒成過(guò)程中，細(xì)硅粉與細(xì)碳粉反應(yīng)生成的，這種產(chǎn)品也含有少量殘留硅和碳。

(3)氧氮化硅結(jié)合碳化硅：這種磚配料時(shí)，細(xì)硅粉配比要少于碳化硅。

碳化硅纖維具有高比強(qiáng)度、高比模量、高溫性、優(yōu)異的耐燒蝕性、耐熱沖擊性和一些特殊功能。碳化硅的制品之一的碳化硅陶瓷具有的高硬度、高耐腐蝕性以及較高的高溫強(qiáng)度等特點(diǎn)，這使得碳化硅陶瓷得到了廣泛的應(yīng)用。碳化硅纖維是典型的陶瓷纖維，按其形態(tài)可分為連續(xù)纖維、晶須和短切纖維；按其結(jié)構(gòu)可分為單晶和多晶纖維；按其集束狀態(tài)可分為單絲和束絲纖維。復(fù)合材料用的碳化硅纖維包括CVD碳化硅纖維（即用聚合物前軀體轉(zhuǎn)化法制造的連續(xù)、多晶、束絲纖維）和碳化硅晶須（即用氣-液-固法或稻殼焦化法制造的具有一定長(zhǎng)徑比的單晶纖維）

CVD法碳化硅纖維具有很高的室溫拉伸強(qiáng)度和拉伸模量，突出的高溫性能和抗蠕變性能。其室溫拉伸強(qiáng)度為3.5-4.1GPa，拉伸模量為414GPa。在1371℃時(shí)，強(qiáng)度僅下降30%。