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碳化硅物質結構: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。碳化硅產(chǎn)能情況:中國有碳化硅冶煉企業(yè)200多家,年生產(chǎn)能力220多萬噸(其中:綠碳化硅塊120多萬噸,黑碳化硅塊約100萬噸)。
碳化硅應用范圍:作為磨料,可用來做磨具,如砂輪、油石、磨頭、砂瓦類等。作為冶金脫氧劑和耐高溫材料。高純度的單晶,可用于制造半導體、制造碳化硅纖維。主要用途:用于3—12英寸單晶硅、多晶硅、鉀、石英晶體等線切割。太陽能光伏產(chǎn)業(yè)、半導體產(chǎn)業(yè)、壓電晶體產(chǎn)業(yè)工程性加工材料。
碳化硅因為有機化學性能平穩(wěn)、傳熱系數(shù)高、線膨脹系數(shù)小、耐磨性能好,除作耐磨材料用外,也有許多 別的主要用途,比如:以獨特加工工藝把碳化硅粉末狀施膠于水輪發(fā)電機組離心葉輪或氣缸體的內(nèi)腔,可提高其耐磨性能而增加使用期1~2倍;用于做成的耐火保溫材料,耐高溫震、體型小、重量較輕而抗壓強度高,環(huán)保節(jié)能效果非常的好。低等級碳化硅是不錯的除氧劑,用它可加速煉鐵速率,并便于操縱成分,提高鋼的品質。除此之外,碳化硅還很多用以制做電熱元件硅碳棒。
鑄鐵使用碳化硅加入量很少,對鑄鐵的化學成分影響甚小,對其顯微組織的影響卻很大,因而能改善灰鑄鐵的力學性能,對其物理性能也有明顯的影響。碳化硅應用減輕鑄鐵件的壁厚敏感性,使鑄件薄、厚截面處顯微組織的差別小,硬度差別也?。惶蓟钁糜欣诠簿F生核,使共晶團數(shù)增多。
碳化硅的硬度很大,莫氏硬度為9.5級,僅次于較硬的金剛石(10級),具有優(yōu)良的導熱性能,是一種半導體,高溫時能。碳化硅主要有四大應用領域,即:功能陶瓷、耐火材料、磨料及冶金原料。碳化硅粗料已能大量供應,不能算高新技術產(chǎn)品,而技術含量較高的納米級碳化硅粉體的應用短時間不可能形成規(guī)模經(jīng)濟。
碳化硅在新興能源領域應用:
碳化硅器件能提高純電動汽車或混合動力汽車功率轉化性能。電動汽車的電動模塊中電動機是有源負載,其轉速范圍很寬,且在行駛過程中需要頻繁地加速和減速,工作條件比一般的調(diào)速系統(tǒng)復雜,采用碳化硅功率器件可有效提高其驅動系統(tǒng),獲得更高的擊穿電壓、更低的開啟電阻、更大的熱導率以及能在更高溫度下穩(wěn)定工作。
碳化硅基功率開關由于具有較低的開啟態(tài)電阻,并且能應用于高壓、高溫、高頻場合,是硅基器件的理想替代者,如果使用碳化硅功率模塊,與使用硅功率電源裝置相比,由開關損失引起的功率損耗可降低5倍以上,對未來電網(wǎng)形態(tài)和能源戰(zhàn)略調(diào)整將產(chǎn)生重大影響,其體積與重量減小40%以上。