碳化硅色澤及特性

     

     純碳化硅是無色透明的結晶,工業碳化硅則有物色、淡黃色、淺綠色、深綠色、淺藍色、深藍色乃至黑色,透明程度依次降低。暗色則一般將碳化硅分為黑碳化硅(國內常用代號C表示)和綠碳化硅(代號GC)兩類。其中從物色的直到深綠色的SiC都歸入綠碳化硅;暗藍色的至黑色的則都歸入黑碳化硅。碳化硅色澤及特性

         碳化硅成色的原因還未完全清楚。一般認為,多與各種雜質的存在有關。當結晶中溶有較多的碳時,SiC結晶呈黑色;鋁對SiC色澤有較大影響,能使vjiejing呈棕黑色或黑色;硼也能使SiC結晶呈黑色;鐵的存在對綠碳化硅的形成無影響;有些稀土氧化物(如Ce2O3等)能是SiC結晶呈綠色或深綠色。另外,氮原子在SiC結晶中的分散,能是結晶變綠色。氮原子的濃度越大,則SiC結晶顏色越深。碳化硅色澤及特性

         碳化硅的色澤與結晶類型之間有一定的統計關系。綠碳化硅基本上都是6H型,某些則含有5%~10%15R型;黑碳化硅也以6H型為主,但含有較多的15R4H.碳化硅色澤及特性

                                           SiC晶體色澤與結構類型間的統計關系

    試樣色澤

    物色

    淺綠色

    綠色

    深綠色

    黃色

    黃綠色

    藍色

    藍綠色

    黑色

    半透明

    黑色

    不透明

    各種晶體所占比例/%

    15R

    6H

    4H

    0

    100

    0

    25

    70

    5

    85

    10

    5

    40

    45

    15

    40

    30

    30

    10

    20

    70

        由化學成分可知,黑碳化硅所含游離Si、C(石墨狀)、Fe2O3、MgO、Al2O3等雜質通常高于綠碳化硅(見表2-3-2)。但這也不是優良的,黑碳化硅中SiC含量高于綠碳化硅也是常有的事;無色透明的碳化硅也不是一定含SiC*高,而常常含有較多的SiO2。碳化硅色澤及特性

    各色碳化硅結晶的化學成分

    色澤

    黑色晶體

    綠色晶體

    黃色晶體

    化學成分/%

    SiC

    Al2O3

    Fe

    CaO

    S

    C

    F. Si

    F. SiO2

    96.41

    0.31

    0.22

    0.21

    0.09

    2.64

    0.08

    0.32

    97.81

    0.18

    0.21

    0.63

    0.09

    1.27

    0.42

    0.31

    98.63

    1.17

    0.09

    0.32

    0.34

    0.29

    0.31

    0.28

    比重

    3.217

    3.214

    3.219

        黑、綠碳化硅的機械性質略有不同。一般認為二者相比,綠碳化硅更硬更脆,黑碳化硅則更韌而稍軟。有一組對比數據:綠SiC維氏顯微硬度32000~34000MPa,顯微脆性指標7.5~9;黑SiC則分別為31000~328000 MPa6.2~8.0。

        綠SiC不同于黑SiC制造過程的特點在于:①采用較純的原料;②配料中加入食鹽。碳化硅耐火材料一般都選用黑碳化硅做原料,一是其韌性高,二是價格上比綠碳化硅更便宜。碳化硅色澤及特性

        綠與黑碳化硅細粉主要通過化學分析識別,前者SiO2、Fe2O3,含量低,后者高。

    碳化硅的電學性質

    溫度℃

    0

    100

    200

    300

    400

    α-SiC單晶體

    2.118

    2.666

    3.214

    3.763

    4.310

    商品SiC

    100~200℃間,膨脹系數為(5.68+0.11)×10-6-1

     

粵公網安備 44190002002312號

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