2020-06-01

碳化硅及其操纵

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一、碳化硅简介

碳化硅(SiC)是用石英砂、煤油焦(或煤焦)、木屑(出产绿色碳化硅时须要加食盐)等质料经由过程电阻炉低温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕有的矿物,莫桑石。 碳化硅又称碳硅石。在今世C、N、B等非氧化物高手艺耐火质料中,碳化硅为操纵*普遍、*经济的一种,能够称为金钢砂或耐火砂。

今朝中国产业出产的碳化硅分为玄色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.20~3.25,碳化硅化学机能不变、导热系数高、热收缩系数小、耐磨机能好,硬度很大,莫氏硬度为9.5级,仅次于天下上自然构成*硬的金刚石(10级),具备杰出的导热机能,是一种半导体,低温时能抗氧化。

碳化硅因为化学机能不变、导热系数高、热收缩系数小、耐磨机能好,硬度很大,莫氏硬度为9.5级,仅次于天下上自然构成*硬的金刚石(10级),具备杰出的导热机能,是一种半导体,低温时能抗氧化。

①黑碳化硅含SiC约95%,其韧性高于绿碳化硅,大多用于加工抗张强度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等

②绿碳化硅含SiC约97%以上,自锐性好,大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具

二、产物操纵

1.特种陶瓷

因为碳化硅化学机能不变、导热系数高、热收缩系数小、耐磨机能好,硬度很大,操纵于响应的特种功效陶瓷和布局陶瓷,如:密封环、轴套、防弹装甲、喷嘴及耐磨件

2.冶金及耐低温材料

操纵碳化硅具备耐侵蚀、耐低温、强度大、导热机能杰出、抗打击等特征,碳化硅一方面可用于各类冶炼炉衬、低温炉窑构件、碳化硅板、衬板、撑持件、匣钵、坩埚等,还能够制做火箭喷管、燃气轮机叶片等,操纵其导热系数、热辐射、高热强度大的特征,建造薄板窑具,不只能削减窑具容量,还进步了窑炉的装容量和产物品质,延长了出产周期,操纵杰出的导热和热不变性,作热互换器,燃耗削减20%,节俭燃料35%,使出产率进步20-30%,出格是矿山选厂用排放保送管道的内放,其耐磨水平是通俗耐磨材料的6-7倍

3.磨料操纵

因碳化硅导热系数高、热收缩系数小、耐磨机能好,硬度很大,莫氏硬度为9.5级,仅次于天下上自然构成*硬的金刚石(10级),具备杰出的导热机能。常被用作磨料用来建造磨具,如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等

4.电子电力操纵

社会经济和电力系统的敏捷成长,人们对古代电力系统宁静、不变、高效、矫捷运转节制请求的日趋进步,电力系统请求电力电子装配具备更高的电压,更大的功率容量和更高的靠得住性。因为硅基大功率器件自身材料机能的限定,已不能知足此刻电子电力的请求,限制了古代电力电子手艺在古代电力系统中的操纵。碳化硅作为一种新型的宽禁带半导体材料3.26 eV,弘远于硅的1.1 eV,最近几年来,因其超卓的物理及电特征,正愈来愈遭到产界的普遍存眷。

1.SiC和Si材料机能对照

2.SiC的机能上风

高压特征:

碳化硅器件是划一硅器件耐压的10倍

碳化硅肖特基管耐压可达2400V

碳化硅场效应管耐压可达数万伏,且通态电阻并不很大

高频特征:

导热率高,易于散热,耐低温

散热轻易。因为SiC 材料的热导率较高(3倍于Si),散热更轻易,器件可任务在更高的情况(大于500℃)

3.SiC电子的操纵范畴

此刻SiC首要二极管和开关管,其高机能操纵于电子电力范畴,*近在汽车电动范畴也获得普遍的操纵

实例对照图


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