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1、碳化硅 碳化硅又称金钢砂或耐火砂。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为，显微硬度为 28403320kg/mm2。黑碳化硅是什么,他是怎么制作出来的 黑碳化硅是以石英砂,石油焦和优质硅石为主要原料,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,性脆而锋利。绿碳化硅是什么,他是怎么制作出来的 绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料,添加食盐作为添加剂，通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。碳化硅(Si
2、C)由于其独特的物理及电子特性,在一些应用上成为最佳的半导体材料:短波长光电器件,高温,抗幅射以及高频大功率器件.其主要特性及与硅(Si)和砷化镓(GaAs)的对比.宽能级(eV)4H-SiC:6H-Sic:GaAs:Si:由于碳化硅的宽能级,以其制成的电子器件可在极高温下工作.这一特性也使碳化硅可以发射或检测短波长的光,用以制作蓝色发光二极管或几乎不受太阳光影响的紫外线探测器.高击穿电场(V/cm)4H-SiC:6H-SiC:GaAs:3x105 Si:碳化硅可以抵受的电压或电场八倍于硅或砷化镓,特别适用于制造高压大功率器件如高压二极管,功率三极管,可控硅以及大功率微波器件.另外,此一特性可
3、让碳化硅器件紧密排列,有利于提高封装密度 高热传导率(W/cm KRT)4H-SiC:6H-SiC:GaAs:Si:碳化硅是热的良导体,导热特性优于任何其它半导体材料.事实上,在室温条件下,其热传导率高于任何其它金属.这使得碳化硅器件可在高温下正常工作.高饱和电子迁移速度(cm/sec E 2x105V/cm)4H-SiC:6H-SiC:GaAs:Si:由于这一特性,碳化硅可制成各种高频器件(射频及微波).碳化硅的 5 大主要用途 1 有色金属冶炼工业的应用 利用碳化硅具有耐高温,强度大,导热性能良好,抗冲击,作高温间接加热材料,如坚罐蒸馏炉 精馏炉塔盘,铝电解槽,铜熔化炉内衬,锌粉炉用弧型板
4、,热电偶保护管等 2 钢铁行业方面的应用 利用碳化硅的耐腐蚀 抗热冲击耐磨损 导热好的特点,用于大型高炉内衬提高了使用寿命。3 冶金选矿行业的应用 碳化硅硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能,是耐磨管道 叶轮 泵室 旋流器,矿斗内衬的理想材料,其耐磨性能是铸铁.橡胶使用寿命的 520 倍,也是航空飞行跑道的理想材料之一 4 建材陶瓷,砂轮工业方面的应用 利用其导热系数 热辐射,高热强度大的特性,制造薄板窑具,不仅能减少窑具容量,还提高了窑炉的装容量和产品质量,缩短了生产周期,是陶瓷釉面烘烤烧结理想的间接材料 5 节能方面的应用 利用良好的导热和热稳定性,作热交换器,燃耗减少 20%,节约燃料
5、35%,使生产率提高20-30%特别是矿山选厂用排放输送管道的内放,其耐磨程度是普通耐磨材料的 67 倍 碳化硅产地、输往国别及品质规格(1)产地：青海、宁夏、河南、四川、贵州等地。(2)输往国别：美国、日本、韩国、及某些欧洲国家。(3)品质规格：磨料级碳化硅技术条件按 GB/T248096。各牌号的化学成分由表 6-6-47 和表 6-6-48给出。磨料粒度及其组成按 GB/T247783。磨料粒度组成测定方法按 GB/T248183。作者：LED 小知识 原载：LED 照明网 版权所有：转载时必须以链接形式注明作者和原始出处及本声明。由于碳化硅陶瓷所具有的高硬度、高耐腐蚀性以及较高的高温强
6、度，使得碳化硅陶瓷得到了广泛的应用。主要有以下几个方面：密封环 碳化硅陶瓷的耐化学腐蚀性好、强度高、硬度高，耐磨性能好、摩擦系数小，且耐高温，因而是制造密封环的理想材料。它与石墨材料组合配对时，其摩擦系数比氧化铝陶瓷和硬质合金小，因而可用于高 PV 值，特别是输送强酸、强碱的工况中使用。我公司生产的 SIC-1 型碳化硅常压烧结制品，具有密度高、硬度高、生产批量大、可生产复杂形状制品的特点，适用于高性能的密封件中使用，特别是高 PV 值及耐强酸、强碱的工况。而我公司生产的 SIC-3型碳化硅陶瓷制品是含石墨的碳化硅材料。由于在碳化硅基体中含有大量的弥散细小的石墨颗粒，与其它材料配对使用时，其摩
7、擦系数非常小，具有良好的自润滑性能，特别适用于制作气密封或有干摩擦工况的密封件中使用，从而使密封件的使用寿命及工作的可靠性提高。研磨介质（磨介）碳化硅陶瓷由于其高硬度的特点而广泛用于耐磨机械零件中，特别是球磨机中的研磨介质（磨介）。球磨机中所用的磨介对研磨效率有着重要的影响，其基本要求是硬度高、韧性好，以保证研磨效率高、掺杂少的要求。我公司生产的 SIC-1 型碳化硅陶瓷磨介适合于普通球磨机中使用，它具有硬度高、强度高、价格适中的特点。而 SIC-2 型碳化硅陶瓷磨介则由于强度高、韧性好，适合于振动球磨机和搅动球磨机中使用。合理地选择磨介可保证你以最低的成本获得较高的研磨效率和最少的掺杂。材料
8、 硬度 HV 比重 g/cm3 强度 MPa 韧性 掺杂 价格 碳钢 900 450(抗拉强度）好 大 低 玻璃 550 210 极差 较大 低 氧化铝 1900 450 一般 较少 一般 氧化锆 1700 900 较好 较少 较高 氮化硅 1900 1100 较好 较少 较高 碳化硅 2300 620 一般 少 较高 碳化硼 2800 410 较差 极少 高 防弹板 碳化硅陶瓷由于硬度高、比重小、弹道性能较好、价格较低，而广泛用于防弹装甲中，如车辆、舰船的防护以及民用保险柜、运钞车的防护中。碳化硅陶瓷的弹道性能优于氧化铝陶瓷，约为碳化硼陶瓷的 70-80%，但由于价格较低，特别适合用于用量大
9、，且防护装甲不能过厚、过重的场合。我公司生产的 SIC-2 型碳化硅陶瓷具有强度高、韧性好的特点，作为防弹装甲材料，其抗多次打击性能非常好，因而整体的防护效果优于普通的碳化硅陶瓷，用于圆柱状陶瓷体轻质防护装甲中时，其破碎点达到吨以上，防护效果明显优于使用普通碳化硅陶瓷的圆柱状陶瓷体的防护装甲。喷嘴 用作喷嘴的陶瓷材料有多种，常用的是氧化铝、碳化硅和碳化硼陶瓷等。氧化铝陶瓷喷嘴的价格低，但由于硬度低，其耐磨性较差，多用于喷砂工作量不大的场合。碳化硅陶瓷的使用寿命是氧化铝陶瓷的倍，与硬质合金相当，多用于硬质合金的替代品，特别是在手持喷枪的工况中使用。我公司生产的 SIC-型碳化硅陶瓷的韧性好，可用
10、于有冲击和振动的喷砂的工况。下表是常用陶瓷喷砂嘴材料的基本特点。材料 硬度 比重 g/cm3 耐磨性 价格 氧化铝 较高 一般 一般 碳化硅 高 较高 较高 碳化硼 很高 高 高 硬质合金 高 较高 较高 研磨盘 研磨盘是半导体行业中超大规模集成电路用硅片生产的重要工艺装备。通常使用的铸铁或碳钢研磨盘其使用寿命低，热膨胀系数大。在加工硅片过程中，特别是高速研磨或抛光时，由于研磨盘的磨损和热变形，使硅片的平面度和平行度难以保证。采用碳化硅陶瓷的研磨盘由于硬度高研磨盘的磨损小，且热膨胀系数与硅片基本相同因而可以高速研磨、抛光。特别是近几年来的硅片尺寸越来越大，对硅片研磨的质量和效率提出了更高的要求
11、。碳化硅陶瓷研磨盘的使用将使硅片研磨的质量和效率有很大的提高。同时碳化硅陶瓷研磨盘还可用于研磨、抛光其它材料的片状或块状物体的平面。磁力泵泵件 随着工业化的发展，特别是 ISO14000 国际标准的贯彻执行，对不利于环境保护液体的输运提出了更高的要求。磁力泵由于采用静密封代替机械密封、填料密封等动密封，因而泄漏更小、可靠性更高、使用寿命更长。对于磁力泵一般要求免维护的时间为八年，即要求连续运转八年不得拆卸，因而对磁力泵件的选材提出了极为苛刻的要求。如泵中的泵轴、止推盘、轴套等，必须耐磨损、耐腐蚀。而目前能满足上述条件的材料只有碳化硅陶瓷最适合。我公司生产的 SIC-1 形陶瓷泵件其耐腐蚀性和耐
12、磨损性能极佳。而 SIC-2 型陶瓷泵件则由于强度高、韧性好，可用于大功率、受力复杂的泵件中，但耐腐蚀性和耐磨损性能略差一些。高温耐蚀部件 碳化硅陶瓷最重要的特性之一是它的高温强度，即在 1600oC 时强度基本不降低，且抗氧化性能非常好，因而可在高温结构件中使用。如高温炉的顶板、支架，以及高温实验用的卡具等。金钢砂 1、定义 碳化硅又称金钢砂或耐火砂。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为，显微硬度为 28403320kg/mm2。包括黑碳化硅和绿碳化硅
13、，其中：黑碳化硅是以石英砂,石油焦和优质硅石为主要原料，通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉,性脆而锋利。绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料，添加食盐作为添加剂，通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉。2.性质 碳化硅的硬度很大，具有优良的导热和导电性能，高温时能抗氧化。3.用途(1)作为磨料，可用来做磨具，如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。(2)作为冶金脱氧剂和耐高温材料。碳化硅主要有四大应用领域,即:功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供应,不能算高新技术产品,而技术含量极高的纳米级碳化硅粉体的应用短时
14、间不可能形成规模经济。(3)高纯度的单晶，可用于制造半导体、制造碳化硅纤维。4.产地、输往国别及品质规格(1)产地：青海、宁夏、河南、四川、贵州等地。(2)输往国别：美国、日本、韩国、及某些欧洲国家。(3)品质规格：磨料级碳化硅技术条件按 GB/T248096。磨料粒度及其组成按 GB/T247783。磨料粒度组成测定方法按 GB/T248183。碳化硅在各行业的应用：1 有色金属冶炼工业的应用 利用碳化硅具有耐高温,强度大,导热性能良好,抗冲击,作高温间接加热材料,如坚罐蒸馏炉精馏炉塔盘,铝电解槽,铜熔化炉内衬,锌粉炉用弧型板,热电偶保护管等。2 钢铁行业方面的应用 利用碳化硅的耐腐蚀抗热冲
15、击耐磨损导热好的特点,用于大型高炉内衬提高了使用寿命。3 冶金选矿行业的应用 碳化硅硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能,是耐磨管道叶轮泵室旋流器,矿斗内衬的理想材料,其耐磨性能是铸铁.橡胶使用寿命的 520 倍,也是航空飞行跑道的理想材料之一。4 建材陶瓷,砂轮工业方面的应用 利用其导热系数热辐射,高热强度大的特性,制造薄板窑具,不仅能减少窑具容量,还提高了窑炉的装容量和产品质量,缩短了生产周期,是陶瓷釉面烘烤烧结理想的间接材料。5 节能方面的应用 利用良好的导热和热稳定性,作热交换器,燃耗减少 20%,节约燃料 35%,使生产率提高20-30%特别是矿山选厂用排放输送管道的内放,其耐磨程度是普通耐磨材料的 67 倍。