碳化硅

碳化硅,极其困难,综合产生结晶复合硅和碳。它的化学公式是原文如此。自从19世纪晚期碳化硅砂纸的重要材料,普通砂轮和切割工具。最近,它已发现应用程序在工业炉耐火衬里和加热元件,在泵耐磨零件和火箭引擎,在半导体基板的发光二极管。

发现。

碳化硅是由美国发明家发现爱德华G。艾奇逊在1891年。在试图生产人造金刚石,艾奇逊加热粘土和焦粉的混合物铁碗,碗和一个普通碳弧光作为电极。他发现明亮的绿色晶体附着在碳电极和认为他准备了一些新的化合物的碳和铝粘土。他称新化合物碳化硅因为氧化铝的天然矿物质形式刚玉。发现水晶的硬度近似钻石并立即意识到他的发现的重要性,艾奇逊申请美国专利。他早期的产品最初提供的抛光宝石和出售价格比得上天然钻石灰尘。新的化合物,从廉价的原材料和获得良好的收益,很快就成为一个重要的工业磨料。

大约在同一时间艾奇逊让他发现,亨利莫桑在法国产生了类似化合物的混合物石英和碳;但在1903年出版的,莫桑归结为艾奇逊的最初的发现。一些自然碳化硅被发现亚利桑那州在峡谷暗黑破坏神陨石碳硅石和熊矿物学名称。

现代制造。

现代生产碳化硅的方法磨料磨具、冶金、耐火材料行业基本上是由艾奇逊的一样。纯的混合物硅沙子和碳的形式细碎的可口可乐是建立在碳砖内电气电阻型导体炉。电流通过导体,带来一个化学反应的焦炭中碳和硅砂形成碳化硅和结合起来一氧化碳气体。炉运行可以持续几天,期间温度从2200°- 2700°C (4000°- 4900°F)在核心到1400°C (2500°F)外缘。的能量消费每运行超过100000千瓦时。在完成运行,产品由一个核心的绿色黑碳化硅晶体松散编织在一起,被部分或完全不改变的原材料。肿块总粉碎,地面,不同大小和筛选合适的最终用途。

对于特殊应用,碳化硅是由许多先进的流程。Reaction-bonded碳化硅是由碳化硅粉与碳粉和塑化剂,混合形成混合成所需的形状,燃烧的塑化剂,然后用气体注入解雇对象或熔融硅与碳反应形成额外的碳化硅。耐磨层的SiC可以由化学蒸汽沉积,这一过程中不稳定化合物含碳和硅的反应在高温下的存在氢。先进的电子应用、大单晶碳化硅可以从蒸汽;议会可以切成薄片就像硅制造成固态设备。加强金属或其他陶瓷、碳化硅纤维可以以多种方式形成的,包括化学蒸汽沉积和发射silicon-containing聚合物纤维。

属性和应用程序。

之前的发明碳化硼1929年,碳化硅是最难的合成已知的材料。它有一个摩氏硬度评级9,接近钻石。除了硬度、碳化硅晶体有断裂特征,使他们非常有用在磨轮和砂纸和布产品。其高导热,连同其高温强度、低热膨胀,抗化学反应,使碳化硅的高温砖等耐火材料的制造。它也归入半导体之间,有一个导电性的金属和绝缘材料。这个性质,结合其热性能原文如此一个有前途的替代等传统半导体硅在高温应用中。