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碳化硅还具有很好的耐腐蚀性,能够在酸、碱、盐等多种化学介质中稳定工作。在2000℃以下,碳化硅一般不受酸性物质侵蚀(浓磷酸除外),并且在1300℃的氧化气氛下也不易被硅酸钠侵蚀。
此外,碳化硅还具有很高的强度和抗拉强度,是钢铁的5倍以上。同时,它还具备高刚性和弹性模量,能够很好地抵抗变形和变形。
作为半导体材料,碳化硅的热导率也比硅高,因此碳化硅的散热性能更好。同时,碳化硅供应商,碳化硅的电子迁移率比硅高,能够更快地响应外部信号,因此具有更高的开关速度。
碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,除作磨料用外,还有很多其他用途,例如:以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁,可提高其耐磨性而延长使用寿命1~2倍;用以制成的耐火材料,耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好。低品级碳化硅(含SiC约85%)是脱氧剂,用它可加快炼钢速度,并便于控制化学成分,提高钢的质量。此外,碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。碳化硅的硬度很大,莫氏硬度为9.5级,碳化硅粒,具有导热性能。碳化硅至少有70种结晶型态。
α-碳化硅为常见的一种同质异晶物,在高于2000 °C高温下形成,碳化硅脱氧剂,具有六角晶系结晶构造(似纤维锌矿)。β-碳化硅,立方晶系结构,与钻石相似,则在低于2000 °C生成。虽然在异相触媒担体的应用上,因其具有比α型态更高之单位表面积而引人注目。因其3.2g/cm的比重及较高的升华温度(约2700 °C),碳化硅很适合做为轴承或高温炉之原料物件。在任何已能达到的压力下,它都不会熔化,且具有相当低的化学活性。由于其高热导性、高崩溃电场强度及电流密度,在半导体高功率元件的应用上,不少人试着用它来取代硅[1]。此外,它与微波辐射有很强的耦合作用,并其所有之高升华点,河北碳化硅,使其可实际应用于加热金属。纯碳化硅为无色,而工业生产之棕至黑色系由于含铁之不纯物。晶体上彩虹般的光泽则是因为其表面产生之二氧化硅保护层所致。
碳化硅的生产工艺主要有以下几种:
化学气相沉积法(CVD法):这是一种在气相中发生化学反应生成碳化硅的方法。该方法可以在较低的温度下合成碳化硅,制备出高纯度的碳化硅粉末或薄膜。
碳热还原法:在这种方法中,碳和硅的氧化物(如二氧化硅)在高温下发生还原反应,生成碳化硅。这种方法常用于制备碳化硅陶瓷材料。
自蔓延高温合成法(SHS法):这是一种利用化学反应自身放热维持反应进行的方法。通过将硅粉、碳粉和少量添加剂混合,在一定条件下引发反应,自蔓延合成碳化硅。
此外,还有一些其他的生产工艺,如熔盐电解法、等离子体化学气相沉积法等。不同的生产工艺有不同的特点和应用范围,可以根据具体需求选择适合的生产工艺。
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