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碳化硅(SiC)陶瓷
來源: | 作者:小桑 | 發布時間: 2021-03-13 | 157 次瀏覽 | 分享到:
 碳化硅(SiC)陶瓷,具有抗氧化性強,耐磨性能好,硬度高,熱穩定性好,高溫強度大,熱膨脹系數小,熱導率大以及抗熱震和耐化學腐蝕等優良特性。因此,已經在石油、化工、機械、航天、核能等領域大顯身手,日益受到人們的重視。例如,SiC陶瓷可用作各類軸承、滾珠、噴嘴、密封件、切削工具、燃汽渦輪機葉片、渦輪增壓器轉子、反射屏和火箭燃燒室內襯等等。


  SiC陶瓷的優異性能與其獨特結構密切相關。SiC是共價鍵很強的化合物,SiC中Si-C鍵的離子性僅12%左右。因此,SiC強度高、彈性模量大,具有優良的耐磨損性能。純SiC不會被HCl、HNO3、H2SO4和HF等酸溶液以及NaOH等堿溶液侵蝕。在空氣中加熱時易發生氧化,但氧化時表面形成的SiO2會抑制氧的進一步擴散,故氧化速率并不高。在電性能方面,SiC具有半導體性,少量雜質的引入會表現出良好的導電性。此外,SiC還有優良的導熱性。


  SiC具有α和β兩種晶型。β-SiC的晶體結構為立方晶系,Si和C分別組成面心立方晶格;α-SiC存在著4H、15R和6H等100余種多型體,其中,6H多型體為工業應用上最為普遍的一種。在SiC的多種型體之間存在著一定的熱穩定性關系。在溫度低于1600℃時,SiC以β-SiC形式存在。當高于1600℃時,β-SiC緩慢轉變成α-SiC的各種多型體。4H-SiC在2000℃左右容易生成;15R和6H多型體均需在2100℃以上的高溫才易生成;對于6H-SiC,即使溫度超過2200℃,也是非常穩定的。SiC中各種多型體之間的自由能相差很小,因此,微量雜質的固溶也會引起多型體之間的熱穩定關系變化。
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