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    单晶碳化硅

    时间: 2019-05-28 浏览次数: 5

    碳化硅粒由碳化硅原块加工成0.5-3mm、1-3mm、1-5mm,碳化硅含量50%、60%、70%、75%,用于炼钢脱氧,增硅增碳,增加炉温,减低成本。

    碳化硅(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物,莫桑石。碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中,碳化硅为应用广泛、经济的一种。可以称为金钢砂或耐火砂。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的碳化硅分为黑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,显微硬度为2840~3320kg/mm2。

      碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种,都属α-SiC。①黑碳化硅含SiC约98.5%,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SiC99%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。此外还有立方碳化硅,它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体,用以制作的磨具适于轴承的超精加工,可使表面粗糙度从Ra32~0.16微米一次加工到Ra0.04~0.02微米。
    概况:
    在半导体器件的应用方面,随着碳化硅生产成本的降低,碳化硅由于其优良的性能而可能取代硅作芯片,打破硅芯片由于材料本身性能的瓶颈,将给电子业带来革命性的变革。
    碳化硅的主要应用领域有LED固体照明和高频率器件,未来手机和笔记本电脑的背景光市场将给碳化硅提供巨大的需求增长。
    而由于一些特殊方面的应用,国外碳化硅生产企业对中国进行禁运,而碳化硅晶体巨大的技术壁垒又导致中国国内到目前为止仍没有企业能够生产,因此,国内下游企业和研究机构都在“等米下锅”。
    全球主要碳化硅晶片制造商美国Cree公司在NASDAQ上市的Cree公司的碳化硅晶片产量为30万片,占全球出货量的85%。是全球碳化硅晶片行业的先行者,为后续有自主创新能力的企业开拓了市场和发展路径。
    市场前景:
    碳化硅单晶系第三代高温宽带隙半导体材料。随着第三次照明科技革命,市场应用前景诱人。该产品的产能、品质已接近无色透明宝石级水平,达到美国Cree公司2001年水平,并已能生产蓝、绿、黄色晶体产品标志着公司即将在国内首次实现碳化硅晶体销售,并开始跨入商业运营,成为全球第二家实现大直径产品批量供货商。
    碳化硅又称金钢砂或耐火砂。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的碳化硅分为黑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,显微硬度为2840~3320kg/mm2。
    碳化硅单晶系第三代高温宽带隙半导体材料包括黑碳化硅和绿碳化硅,其中:黑碳化硅是以石英砂,石油焦和优质硅石为主要原料,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,性脆而锋利。绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料,添加食盐作为添加剂,通过电阻炉高温冶炼而成。它的硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。
    性质和用途
    .性质
    碳化硅的硬度很大,具有优良的导热和导电性能,高温时能抗氧化。
    用途
    (1)作为磨料,可用来做磨具,如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。
    (2)作为冶金脱氧剂和耐高温材料。
    碳化硅主要有四大应用领域,即: 功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。碳化硅粗料已能大量供应, 不能算高新技术产品,而技术含量极高 的纳米级碳化硅粉体的应用短时间不可能形成规模经济。
    (3)高纯度的单晶,可用于制造半导体、制造碳化硅纤维。
    产地、输往国别及品质规格
    (1)产地:青海、宁夏、河南、四川、贵州等地。
    (2)输往国别:美国、日本、韩国、及某些欧洲国家。
    (3)品质规格:
    ①磨料级碳化硅技术条件按GB/T2480—96。各牌号的化学成分由表6-6-47和表6-6-48给出。
    ②磨料粒度及其组成按GB/T2477—83。磨料粒度组成测定方法按GB/T2481—83。
    碳化硅的用途

      1、磨料--主要因为碳化硅具有很高硬度,化学稳定性和一定韧性,所以碳化硅能用于制造固结磨具、涂附磨具和自由研磨,从而来加工玻璃、陶瓷、石材、铸铁及某些非铁金属、硬质合金、钛合金、高速钢刀具和砂轮等。

      2、耐火材料和耐腐蚀材料---主要因为碳化硅具有高熔点(分解度)、化学惰性和抗热振性,所以碳化硅能用于磨具、陶瓷制品烧成窑炉中用棚板和匣钵、炼锌工业竖缸蒸馏炉用碳化硅砖、铝电解槽衬、坩锅、小件炉材等多种碳化硅陶瓷制品。

      3、化工用途--因为碳化硅可在溶融钢水中分解并和钢水中离氧、金属氧化物反应生成一氧化碳和含硅炉渣。所以它可作为冶炼钢铁净化剂,即用作炼钢脱氧剂和铸铁组织改良剂。这一般使用低纯度碳化硅,以降低成本。同时还可以作为制造四氯化硅原料。

      4、电工用途--用作加热元件、非线性电阻元件和高半导体材料。加热元件如硅碳棒(适用于1100~1500℃工作各种电炉),非线性电阻元件,各式避雷阀片。

      5、其它配制成远红外辐射涂料或制成碳化硅硅板用远红外辐射干燥器中。


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