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碳化矽的化學成分

文章出處:亞泰磨料點擊率:發布時間:19-05-21

碳化矽的化學成分

碳化矽是一種人造材料,碳化矽的分子式為SiC,分子量為40.07,重量百分組成相應為70.045%的矽與29.955%的碳。碳化矽的比重為3.16~3.2.工業碳化矽通常含有2%左右的各種雜質。

(1)二氧化矽,二氧化矽通常存在於結晶的表麵。其來源有:

1、由於爐料配比及物料在製煉過程中於爐內運動的結果,使得碳化矽表麵有剩餘的二氧化矽;

2、停爐後,碳化矽結晶在高溫下與空氣中的氧或水蒸汽接觸而氧化,從而使其晶體表麵形成一層二氧化矽。

(2)矽,一部分矽溶解於碳化矽結晶中,一部分矽與金屬摻合物(如鐵、鋁、鈣、鎂等)形成合金而粘附於結晶上或嵌在結晶中。當爐況不正常時,主要是有密集的二氧化矽過量時,在爐內可以找到大塊的不純的結晶矽。若停爐後作業不當,也會使碳化矽表麵分解成一層碳及矽,與二氧化矽一起附著於碳化矽結晶表麵。

(3)鐵,相當一部分的鐵以氧化物形態存在於結晶表麵。當爐料中含有較多的雜質鐵時,或由於集中投用二級品碳化矽而使爐料中某一部分含有較多的雜質鐵時,常可看到在碳化矽結晶表麵附有紅色的或黃色的氧化鐵。此種雜質鐵可用酸洗方法將它從碳化矽顆粒表麵除去一部分。還有一部分鐵則以碳化物形式存在於結晶中。這部分鐵用通常的酸萃法是無法將其分析鑒別出來的。但用X-射線分析則可證實其存在。這種形式的鐵不能用化學處理方法將它從結晶顆粒中除去。在製造磨具時,於高溫下,它會隨碳化矽與結合劑之間的化學反應而部分地溶解到結合劑與碳化矽顆粒的界麵上,呈現紅色。這種碳化鐵是碳化矽製品在燒成過程中發紅的原因之一。鐵有時也會以金屬和合金的形態嵌在結晶中。

(4)鋁、鈣、鎂等,它們一部分以單質狀態溶解於結晶中,一部分則與矽形成合金或與碳形成碳化物。

(5)碳,有相當一部分碳溶解於結晶中成為固溶體存在,也有一部分碳與其他金屬形成金屬碳化物。

此外,一些特殊用途的碳化物結晶中,還含有為改善結晶性能而特意添加進去的元素。例如一種含鈰的綠色碳化矽中,含有鈰的碳化物及鈰的氧化物。一種特殊的黑碳化矽中含有硼。