119彩票代理歡迎您的到來!

新聞詳情

碳化矽及其應用

日期:2019-09-10 11:26
浏覽次數:810
摘要:碳化矽(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生産綠色碳化矽時需要加食鹽)等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化矽在大自然也存在罕見的礦物,莫桑石。 碳化矽又稱碳矽石。在當代C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中,碳化矽為應用*廣泛、*經濟的一種,可以稱為金鋼砂或耐火砂。

碳化矽及其應用


一、碳化矽簡介

碳化矽(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生産綠色碳化矽時需要加食鹽)等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化矽在大自然也存在罕見的礦物,莫桑石。 碳化矽又稱碳矽石。在當代C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中,碳化矽為應用*廣泛、*經濟的一種,可以稱為金鋼砂或耐火砂。

目前中國工業生産的碳化矽分為黑色碳化矽和綠色碳化矽兩種,均為六方晶體,比重為3.20~3.25,碳化矽化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好,硬度很大,莫氏硬度為9.5級,僅次于世界上天然形成*硬的金剛石(10級),具有優良的導熱性能,是一種半導體,高溫時能抗氧化。

碳化矽由于化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好,硬度很大,莫氏硬度為9.5級,僅次于世界上天然形成*硬的金剛石(10級),具有優良的導熱性能,是一種半導體,高溫時能抗氧化。

①黑碳化矽含SiC約95%,其韌性高于綠碳化矽,大多用于加工抗張強度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等

②綠碳化矽含SiC約97%以上,自銳性好,大多用于加工硬質合金、钛合金和光學玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速鋼刀具

二、産品應用

1.特種陶瓷

由于碳化矽化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好,硬度很大,應用于相應的特種功能陶瓷和結構陶瓷,如:密封環、軸套、防彈裝甲、噴嘴及耐磨件

2.冶金及耐高溫材料

利用碳化矽具有耐腐蝕、耐高溫、強度大、導熱性能良好、抗沖擊等特性,碳化矽一方面可用于各種冶煉爐襯、高溫爐窯構件、碳化矽闆、襯闆、支撐件、匣缽、坩埚等,還可以制做火箭噴管、燃氣輪機葉片等,利用其導熱系數、熱輻射、高熱強度大的特性,制造薄闆窯具,不僅能減少窯具容量,還提高了窯爐的裝容量和産品質量,縮短了生産周期,利用良好的導熱和熱穩定性,作熱交換器,燃耗減少20%,節約燃料35%,使生産率提高20-30%,特别是礦山選廠用排放輸送管道的内放,其耐磨程度是普通耐磨材料的6-7倍

3.磨料應用

因碳化矽導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好,硬度很大,莫氏硬度為9.5級,僅次于世界上天然形成*硬的金剛石(10級),具有優良的導熱性能。常被用作磨料用來制作磨具,如砂輪、油石、磨頭、砂瓦類等

4.電子電力應用

社會經濟和電力系統的迅速發展,人們對現代電力系統安全、穩定、高效、靈活運行控制要求的日益提高,電力系統要求電力電子裝置具有更高的電壓,更大的功率容量和更高的可靠性。由于矽基大功率器件本身材料性能的限制,已經不能滿足現在電子電力的要求,制約了現代電力電子技術在現代電力系統中的應用。碳化矽作為一種新型的寬禁帶半導體材料3.26 eV,遠大于矽的1.1 eV,近年來,因其出色的物理及電特性,正越來越受到産界的廣泛關注。

1.SiC和Si材料性能對比

2.SiC的性能優勢

高壓特性:

碳化矽器件是同等矽器件耐壓的10倍

碳化矽肖特基管耐壓可達2400V

碳化矽場效應管耐壓可達數萬伏,且通态電阻并不很大

高頻特性:

導熱率高,易于散熱,耐高溫

散熱容易。由于SiC 材料的熱導率較高(3倍于Si),散熱更容易,器件可工作在更高的環境(大于500℃)

3.SiC電子的應用領域

現在SiC主要二極管和開關管,其高性能應用于電子電力領域,*近在汽車電動領域也得到廣泛的應用

實例對比圖