更新時(shí)間：2016-05-07 點(diǎn)擊次數(shù)：3168
天然的碳化硅很少，工業(yè)上使用的為人工合成原料，俗稱(chēng)金剛砂，是一種典型的共價(jià)鍵結(jié)合的化合物。碳化硅是耐火材料領(lǐng)域中最常用的非氧化物耐火原料之一。
（1）碳化硅的性質(zhì)： 碳化硅主要有兩種結(jié)晶形態(tài)：b-SiC 和 a-SiC。b-SiC 為面心立方閃鋅礦型結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù) a=0.4359nm。a-SiC 是 SiC 的高溫型結(jié)構(gòu)，屬六方晶系，它存在著許多變體。 碳化硅的折射率非常高，在普通光線下為 2.6767~2.6480.各種晶型的碳化硅的密度接近，a-SiC 一般為3.217g/cm3，b-SiC 為 3.215g/cm3.純碳化硅是無(wú)色透明的，工業(yè) SiC 由于含有游離 Fe、Si、C 等雜質(zhì)而成淺綠色或黑色。綠碳化硅和黑碳化硅的硬度在常溫和高溫下基本相同。SiC 熱膨脹系數(shù)不大，在25~1400℃平均熱膨脹系數(shù)為 4.5×10-6/℃。碳化硅具有很高的熱導(dǎo)率，500℃時(shí)為 64.4W/ (m·K)。常溫下SiC 是一種半導(dǎo)體。 碳化硅具有耐高溫、耐磨、抗沖刷、耐腐蝕和質(zhì)量輕的特點(diǎn)。碳化硅在高溫下的氧化是其損害的主要原因。
?。?）碳化硅的合成： ①碳化硅的冶煉方法，合成碳化硅所用的原料主要是以 SiO2 為主要成分的脈石低檔次的碳化硅可用低灰分的無(wú)煙煤為原料。輔助原料為木屑和食鹽。 碳化硅有黑、綠兩種。冶煉綠碳化硅時(shí)要求硅質(zhì)原料中 SiO2 含量盡可能高，雜質(zhì)含量盡量低。生產(chǎn)黑碳化硅時(shí)，硅質(zhì)原料中的 SiO2 可稍低些。對(duì)石油焦的要求是固定碳含量盡可能高，灰分含量小于 1.2%，揮發(fā)分小于 12.0%，石油焦的粒度通常在 2mm 或 1.5mm 以下。木屑用于調(diào)整爐料的透氣性能，通常的加入量為 3% ~5%（體積）。食鹽僅在冶煉綠碳化硅時(shí)使用。
硅質(zhì)原料與石油焦在 2000~2500℃的電阻爐內(nèi)通過(guò)以下反應(yīng)生成碳化硅： SiO2+3C→SiC+2CO↑-526.09Kj CO 通過(guò)爐料排出。加入食可與 Fe、Al 等雜質(zhì)生成氯化物而揮發(fā)掉。木屑使物料形成多孔燒結(jié)體，便于CO 氣體排出。 碳化硅形成的特點(diǎn)是不通過(guò)液相，其過(guò)程如下：約從 1700℃開(kāi)始，硅質(zhì)原料由砂粒變?yōu)槿垠w，進(jìn)而變?yōu)檎羝ò谉煟?；SiO2 熔體和蒸汽鉆進(jìn)碳質(zhì)材料的氣孔，滲入碳的顆粒，發(fā)生生成 Sic 的反應(yīng)；溫度升高至1700~1900℃時(shí)，生成 b-SiC；溫度進(jìn)一步升高至 1900~2000℃時(shí)，細(xì)小的 b-SiC 轉(zhuǎn)變?yōu)?a-SiC，a-SiC 晶粒逐漸長(zhǎng)大和密實(shí)；爐溫再升至 2500℃左右，SiC 開(kāi)始分解變?yōu)楣枵羝褪?/p>
