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簡述碳化硅的主要物理化學(xué)電化特性
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作者:六合微粉
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發(fā)布時間: 2019-09-06
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碳化硅是一種人工合成的碳化物，分子式為SiC。通常是由二氧化硅和碳在通電后2000℃以上的高溫下形成的。碳化硅理論密度是3.18克每立方厘米，其莫氏硬度僅次于金剛石，在9.2-9.8之間，顯微硬度3300千克每立方毫米，由于它具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蝕性及較高的高溫強(qiáng)度等特點，被用于各種耐磨、耐蝕和耐高溫的機(jī)械零部件，是一種新型的工程陶瓷新材料。
碳化硅的基本性能：在高溫使用過程中，熱膨脹系數(shù)小，對急熱、急冷具有一定抗應(yīng)變性能。對酸，堿性溶液的抗腐蝕性較強(qiáng)，優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，耐高溫性能強(qiáng)，相對不銹鋼坩堝，不會出現(xiàn)燒通、變型等問題。具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。使用壽命相對其他同類產(chǎn)品有巨大優(yōu)勢。
1、化學(xué)性質(zhì)
抗氧化性：當(dāng)碳化硅材料在空氣中加熱到1300℃時，在其碳化硅晶體表面開始生成二氧化硅保護(hù)層。隨著保護(hù)層的加厚，阻止了內(nèi)部碳化硅繼續(xù)被氧化，這使碳化硅有較好的抗氧化性。當(dāng)溫度達(dá)到1900K(1627℃)以上時，二氧化硅保護(hù)膜開始被破壞，碳化硅氧化作用加劇，所以1900K是碳化硅在含氧化劑氣氛下的較高工作溫度。
耐酸堿性：在耐酸、堿及氧化物的作用方面，由于二氧化硅保護(hù)膜的作用，碳化硅的抗酸能力很強(qiáng)，抗堿性稍差。
2、物理機(jī)械性能
密度：各種碳化硅晶形的顆粒密度十分接近，一般認(rèn)為是3.20克/毫米3，其碳化硅磨料的自然堆積密度在1.2--1.6克/毫米3之間，其高低取決于粒度號、粒度組成和顆粒形狀。
硬度：碳化硅的莫氏硬度為9.2，威氏顯微密硬度為3000--3300公斤/毫米2，努普硬度為2670—2815公斤/毫米，在磨料中高于剛玉而僅次于金剛石、立方氮化硼和碳化硼。
導(dǎo)熱率：碳化硅制品的導(dǎo)熱率很高，熱膨脹系數(shù)較小，抗熱震性很高，是優(yōu)質(zhì)的耐火材料。
3、電學(xué)性質(zhì)
常溫下工業(yè)碳化硅是一種半導(dǎo)體，屬雜質(zhì)導(dǎo)電性。高純度碳化硅隨著溫度的升高電阻率下降，含雜質(zhì)碳化硅根據(jù)其含雜質(zhì)不同，導(dǎo)電性能也不同。碳化硅的另一電性質(zhì)是電致發(fā)光性，現(xiàn)已研制出實用器件。
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