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碳化硅色泽及特性

时间:2022-04-14 13:40 编辑:砂石网 点击量:

纯碳化硅是无色透明的结晶,工业碳化硅则有物色、淡黄色、浅绿色、深绿色、浅蓝色、深蓝色乃至黑色,透明程度依次降低。暗色则一般将碳化硅分为黑碳化硅(国内常用代号C表示)和绿碳化硅(代号GC)两类。其中从物色的直到深绿色的SiC都归入绿碳化硅;暗蓝色的至黑色的则都归入黑碳化硅。碳化硅色泽及特性

     碳化硅成色的原因还未完全清楚。一般认为,多与各种杂质的存在有关。当结晶中溶有较多的碳时,SiC结晶呈黑色;铝对SiC色泽有较大影响,能使vjiejing呈棕黑色或黑色;硼也能使SiC结晶呈黑色;铁的存在对绿碳化硅的形成无影响;有些稀土氧化物(如Ce2O3等)能是SiC结晶呈绿色或深绿色。另外,氮原子在SiC结晶中的分散,能是结晶变绿色。氮原子的浓度越大,则SiC结晶颜色越深。碳化硅色泽及特性

     碳化硅的色泽与结晶类型之间有一定的统计关系。绿碳化硅基本上都是6H型,某些则含有5%~10%的15R型;黑碳化硅也以6H型为主,但含有较多的15R和4H型.碳化硅色泽及特性

                                       SiC晶体色泽与结构类型间的统计关系

 

试样色泽

物色

浅绿色

绿色

深绿色

黄色

黄绿色

蓝色

蓝绿色

黑色

半透明

黑色

不透明

各种晶体所占比例/%

15R

6H

4H

0

100

0

25

70

5

85

10

5

40

45

15

40

30

30

10

20

70

               

    由化学成分可知,黑碳化硅所含游离Si、C(石墨状)、Fe2O3、MgO、Al2O3等杂质通常高于绿碳化硅(见表2-3-2)。但这也不是优良的,黑碳化硅中SiC含量高于绿碳化硅也是常有的事;无色透明的碳化硅也不是一定含SiC*高,而常常含有较多的SiO2。碳化硅色泽及特性

各色碳化硅结晶的化学成分

色泽

黑色晶体

绿色晶体

黄色晶体

化学成分/%

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、绿碳化硅的机械性质略有不同。一般认为二者相比,绿碳化硅更硬更脆,黑碳化硅则更韧而稍软。有一组对比数据:绿SiC维氏显微硬度32000~34000MPa,显微脆性指标7.5~9;黑SiC则分别为31000~328000 MPa和6.2~8.0。

    绿SiC不同于黑SiC制造过程的特点在于:①采用较纯的原料;②配料中加入食盐。碳化硅耐火材料一般都选用黑碳化硅做原料,一是其韧性高,二是价格上比绿碳化硅更便宜。碳化硅色泽及特性

    绿与黑碳化硅细粉主要通过化学分析识别,前者SiO2、Fe2O3,含量低,后者高。

碳化硅的电学性质

温度℃

0

100

200

300

400

α-SiC单晶体

2.118

2.666

3.214

3.763

4.310

商品SiC

100~200℃间,膨胀系数为(5.68+0.11)×10-6℃-1