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碳化硅的化学成分

文章出处:亚泰磨料点击率:发布时间:19-05-21

碳化硅的化学成分

碳化硅是一种人造材料,碳化硅的分子式为SiC,分子量为40.07,重量百分组成相应为70.045%的硅与29.955%的碳。碳化硅的比重为3.16~3.2.工业碳化硅通常含有2%左右的各种杂质。

(1)二氧化硅,二氧化硅通常存在于结晶的表面。其来源有:

1、由于炉料配比及物料在制炼过程中于炉内运动的结果,使得碳化硅表面有剩余的二氧化硅;

2、停炉后,碳化硅结晶在高温下与空气中的氧或水蒸汽接触而氧化,从而使其晶体表面形成一层二氧化硅。

(2)硅,一部分硅溶解于碳化硅结晶中,一部分硅与金属掺合物(如铁、铝、钙、镁等)形成合金而粘附于结晶上或嵌在结晶中。当炉况不正常时,主要是有密集的二氧化硅过量时,在炉内可以找到大块的不纯的结晶硅。若停炉后作业不当,也会使碳化硅表面分解成一层碳及硅,与二氧化硅一起附着于碳化硅结晶表面。

(3)铁,相当一部分的铁以氧化物形态存在于结晶表面。当炉料中含有较多的杂质铁时,或由于集中投用二级品碳化硅而使炉料中某一部分含有较多的杂质铁时,常可看到在碳化硅结晶表面附有红色的或黄色的氧化铁。此种杂质铁可用酸洗方法将它从碳化硅颗粒表面除去一部分。还有一部分铁则以碳化物形式存在于结晶中。这部分铁用通常的酸萃法是无法将其分析鉴别出来的。但用X-射线分析则可证实其存在。这种形式的铁不能用化学处理方法将它从结晶颗粒中除去。在制造磨具时,于高温下,它会随碳化硅与结合剂之间的化学反应而部分地溶解到结合剂与碳化硅颗粒的界面上,呈现红色。这种碳化铁是碳化硅制品在烧成过程中发红的原因之一。铁有时也会以金属和合金的形态嵌在结晶中。

(4)铝、钙、镁等,它们一部分以单质状态溶解于结晶中,一部分则与硅形成合金或与碳形成碳化物。

(5)碳,有相当一部分碳溶解于结晶中成为固溶体存在,也有一部分碳与其他金属形成金属碳化物。

此外,一些特殊用途的碳化物结晶中,还含有为改善结晶性能而特意添加进去的元素。例如一种含铈的绿色碳化硅中,含有铈的碳化物及铈的氧化物。一种特殊的黑碳化硅中含有硼。