碳化硅的性能及用途是什么?

碳化硅的性能及用途是什么?,第1张

碳化硅在众多领域的应用大多是它的五类产品的应用体现,即先进陶瓷、耐火材料、磨料磨具、半导体器件及冶金原料。

1、力学性能:高硬度(克氏硬度为3000kg/mm2),可以切割红宝石;高耐磨性,仅次于金刚石。

2、热学性能:热导率超过金属铜,是Si的3倍,是GaAs的8~10倍,散热性能好,对于大功率器件非常重要。SiC的热稳定性较高,在常压下不可能熔化SiC。

3、化学性能:耐腐蚀性非常强,室温下几乎可以抵抗任何已知的腐蚀剂。SiC表面易氧化生成SiO2薄层,能防止其进一步氧化,在高于1700℃时,这层氧化膜熔化并迅速发生氧化反应。

4、电学性能:4H-SiC和6H-SiC带隙约是Si的3倍,是GaAs的2倍;其击穿电场强度高于Si一个数量级,饱和电子漂移速度是Si的2.5倍。4H-SiC的带隙比6H-SiC更宽。下表为几种半导体材料特性比较。

碳化硅的特点

在碳化硅中,Si-C间的平均键能为3000kJ/mol,由于具有强的共价键结构,碳化硅具有许多优良的性能,比如耐高温、高硬度、高强度、低热膨胀系数、优良的抗热震性、高热传导率、抗蠕变性和化学稳定性等。

在高温下(不超过1600℃),碳化硅的强度几乎不降低,能够保持良好的键合强度,适用于高压高温、磨损、辐射、腐蚀等一些条件比较严酷的工业领域。碳化硅在功能陶瓷和高级耐火材料的制备中可以作为原料,也可以作为冶金行业的原料,还可以用于磨料使用。

以上内容参考  百度百科-碳化硅

建瓯市恒丰磨料磨具有限公司是1999-04-15在福建省南平市建瓯市注册成立的有限责任公司(自然人投资或控股),注册地址位于建瓯市小桥上屯开发区。

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1、磨具磨料

碳化硅作为一种磨料,由于硬度极高,碳化硅能够极快的切割,也可用来清理或蚀刻较硬的工件表面,这些是软性磨料所不能完成的。因为碳化硅具有很高的硬度、化学稳定性和一定的韧性,所以碳化硅能用于制造固结磨具、涂附磨具和自由研磨,从而来加工玻璃、陶瓷、石材、铸铁及某些非铁金属、硬质合金、钛合金、砂轮等。

2、耐火材料

由于碳化硅具有高熔点、化学惰性和抗热震性,所以碳化硅能用于磨俱、陶瓷制品烧成窑炉中用的棚板和匣钵,炼锌工业竖缸蒸馏炉用的碳化硅砖、铝电解槽衬、坩锅、小件炉材等多种碳化硅陶瓷制品品。碳化硅耐火材料具有强度高,导热系数大、抗震性好、抗氧化、耐磨损、抗侵蚀等优良的高温性能,是一种优质耐火材料。

3、铸造行业

碳化硅在铸造行业中至关重要铸造用碳化硅可以有效的改善铁液冶金质量,从而减少以上问题。目前市场上硅铁价格猛涨,碳化硅的价格基本没变,另外硅铁中含有的铝含量比碳化硅的铝含量要高,所以碳化硅代替硅铁也是比较好的,利用碳化硅(一般使用低品质碳化硅)代替硅铁脱氧,也可以为企业节省不少的资源。

4、半导体领域

碳化硅一维纳米材料由于自身的微观形貌和晶体结构使其具备更多独特的优异性能和更加广泛的应用前景,被普遍认为有望成为第三代宽带隙半导体材料的重要组成单元。第三代半导体材料即宽禁带半导体材料,又称高温半导体材料,主要包括碳化硅、氮化镓、氮化铝、氧化锌、金刚石等。

5、光伏领域

光伏逆变器对光伏发电作用非常重要,不仅具有直交流变换功能,还具有最大限度地发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能。归纳起来有自动运行和停机功能、最大功率跟踪控制功能、防单独运行功能(并网系统用)、自动电压调整功能(并网系统用)、直流检测功能(并网系统用)、直流接地检测功能(并网系统用)等。


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