碳化硅碳化硅與不同的材料結合使用
1、反應燒結碳化硅
在碳化硅中加入金屬硅粉和碳石墨、碳黑等,在1450°c埋碳燒成,使硅粉與碳反應生成低溫型β-sic,將原碳化硅顆粒結合起來。另一種方法:由碳 與金屬硅直接反應生成碳化硅制品,即用碳或碳與碳化硅成型,埋硅燒成。兩方法均可制成性能-的碳化硅制品。由于制品中一般含有游離硅8%~15%及少量 游離碳,使其使用溫度低于1400°c以下。其導熱系數、耐沖擊性-,但強度、硬度、耐腐蝕性差。反應燒結碳化硅制品在燒結前后尺寸幾乎不變,因此,成 型后可加工成任意形狀和尺寸,尤適合-、復雜形狀的產品。
近年來,人們對反應燒結碳化硅比較重視,碳化硅燒嘴套,對燒結工藝、致密度、力學性能、顯微結構等進行了深入細致的研究。
2、sio2結合相
在碳化硅中加入10%左右的sio2微粉和石英粉,借助燒成過程在碳化硅顆粒表面氧化生成sio2薄膜,將碳化硅顆粒結合起來。因其原料純度高,雜少,因此它的高溫性能比粘土結合制品優良的多,但該制品的性能也受到成型工藝的影響。可在1200°c以上高氧氣氛中使用。一般用來制作棚板和支柱等。
3、莫來石結合碳化硅
以莫來石5%~8%和碳化硅為原料,碳化硅,以紙漿或糊精作為結合劑,成型后經1380°c燒成,使莫來石與碳化硅牢固結合。該制品比粘土結合碳化硅、sio2結合碳化硅制品的-良,抗熱震、性能好。目前,在我國陶瓷窯爐中應用逐漸增多。
碳化硅碳化硅呈色的原因是什么
純α型碳化硅是無色透明的晶體 ,工業碳化硅呈黑色或綠色的原因沒有弄清楚,在這方面國外主要有三種觀點。
一種觀點認為外來雜質是呈色的主要原因。如摻雜了鋁和硼時,晶體就是呈黑色,參雜了氮時,晶體就呈綠色。鐵無礙于綠色的形成、他們用的排雜質來解釋對形成綠碳化硅的-作用,即認為原料的鐵、鋁、鈣等雜質可生成發揮性氯化物外逸。
這一觀點能較好的解釋工業生產碳化硅時,原料越純越能生產出鮮綠色產品的現象。也能-說明制造碳化硅單晶半導體時看到的現象:當沒有-加入摻雜物時,空氣中的氮實際-摻入碳化硅晶格中,所以結晶呈綠色,如果以碳化硅硼的形式引入硼,則結晶呈黑色。
但是,在綠碳化硅冶煉爐中細結晶帶的雜質含量往往高于黑碳化硅冶煉爐中靠近爐心的結晶快中的雜質含量,但前者卻是綠色,后者是黑色的。人們在綠碳化硅冶煉爐的外部帶中沒有找到鐵或鋁的氯氧化物,在爐內逸出的氣體中也沒有收集到。冶煉后-在雜質-帶為低的溫度帶中,即的排除較雜質開始蒸發為早。對這些問題,外來雜質決定晶體的顏色的觀點難以解釋。
還有一種認為,碳化硅晶體呈黑色的原因在于晶體中包括了微細的碳粒。不-。由于二氧化硅蒸發速度較快,碳質材料來不及與之反應,造成一部分二氧化硅蒸汽外溢損失了,碳化硅寧夏,而炭質材料卻未反應完全,以微細的顆粒留在已生成的碳化硅晶體之中。當加入食煙后,蒸汽包圍了石英顆粒,-了二氧化硅的蒸發速度,同時蒸汽又促進了碳的反應能力,從而炭質材料就可以與-充分反應了,但這種觀點對于采用高純度原料,即使不加也可以得到綠碳化硅以及碳過量無礙于綠碳化硅生成等現象無法給與解釋。
碳化硅碳化硅陶瓷的合成方法
工業上應用的碳化硅陶瓷都是人工合成的,那么主要方法都有哪些嗎?
(1)acheson法:這是工業上采用比較多的合成方法,即用電將石英砂和焦炭的混合物加熱至2500℃左右高溫反應制得。因為石英砂和焦炭中通常含有al和fe等雜質,在制成的sic中都固溶有少量雜質。其中,雜質少的呈綠色,碳化硅棍棒,雜質多的呈黑色。
(2)化-:在一定溫度下,使高純的硅和碳黑直接發生反應。由此可合成高純度的β- sic粉末。
(3)熱分解法:使聚碳或-硅等有機硅聚合物在1200-1500℃的溫度范圍內發生分解反應,由此制得亞微米級的β- sic粉末。
(4)氣相反相法:使和等含硅氣體及、-等含碳氣體在高溫下發生反應,由此制備納米級的β- sic超細粉。