碳化硅的性質(zhì)和作用是什么?
碳化硅(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑為原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物-莫桑石中。碳化硅又稱金鋼砂或耐火砂。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產(chǎn)綠色碳化硅時需要加)等原料在電阻爐內(nèi)經(jīng)高溫冶煉而成。
黑碳化硅是以石英砂,石油焦和硅石為主要原料,通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,機(jī)械強(qiáng)度高于剛玉,性脆而鋒利。綠碳化硅是以石油焦和硅石為主要原料,添加作為添加劑,通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,機(jī)械強(qiáng)度高于剛玉。
人類1905年在隕石中發(fā)現(xiàn)碳化硅,現(xiàn)在主要來源于人工合成,碳化硅有很多用途,行業(yè)跨度大,可用于單晶硅、多晶硅、石英晶體等、太陽能光伏工業(yè)、半導(dǎo)體工業(yè)、壓電晶體工業(yè)工程性加工材料。
第三代半導(dǎo)體材料憑借著其優(yōu)異的特性,未來應(yīng)用遠(yuǎn)景十分廣闊。碳化硅晶片在我國研發(fā)尚屬起步階段,碳化硅晶片在海內(nèi)的應(yīng)用較少,碳化硅材料工業(yè)的發(fā)展缺乏下游應(yīng)用企業(yè)的支撐。用做增強(qiáng)材料時,常與碳纖維或玻璃纖維適用,以增強(qiáng)金屬(如鋁)和陶瓷為主,如做成噴氣式飛機(jī)的剎車片、發(fā)念頭葉片、著陸齒輪箱和機(jī)身結(jié)構(gòu)材料等,還可用做體育用品,其短切纖維則可用做高溫爐材等。
原料選擇與處理對碳化硅的制造有重要影響。
原料的純度對碳化硅的制造有直接關(guān)系。高純度的原料可以保證制造出的碳化硅具有更純的成分,從而具有更好的物理和化學(xué)性能。因此,在選擇原料時,需要選擇高純度的碳化硅粉末。
其次,原料的粒度也會對碳化硅的制造產(chǎn)生影響。如果原料的粒度過大或過小,都會影響反應(yīng)的速度和均勻性,進(jìn)而影響碳化硅的性能。因此,在選擇原料時,需要選擇粒度適中的碳化硅粉末。
此外,原料的配比也會對碳化硅的制造產(chǎn)生影響。不同的配比會得到不同性能的碳化硅產(chǎn)品。因此,在選擇原料時,需要按照一定的比例混合添加必要的添加劑,如瀝青、樹脂等,以形成坯體。