純碳化矽是无色透明的结晶,工业碳化矽则有物色、淡黃色、淺綠色、深綠色、浅藍色、深藍色乃至黑色,透明程度依次降低。暗色则一般将碳化矽分为黑碳化矽(国内常用代號C表示)和绿碳化矽(代號GC)兩類。其中從物色的直到深綠色的SiC都归入绿碳化矽;暗藍色的至黑色的则都归入黑碳化矽。碳化矽色澤及特性
碳化矽成色的原因还未完全清楚。一般认为,多与各种杂质的存在有关。当结晶中溶有较多的碳时,SiC結晶呈黑色;鋁對SiC色澤有較大影響,能使vjiejing呈棕黑色或黑色;硼也能使SiC结晶呈黑色;铁的存在对绿碳化矽的形成无影响;有些稀土氧化物(如Ce2O3等)能是SiC結晶呈綠色或深綠色。另外,氮原子在SiC結晶中的分散,能是結晶變綠色。氮原子的濃度越大,則SiC结晶颜色越深。碳化矽色澤及特性
碳化矽的色澤与结晶类型之间有一定的统计关系。绿碳化矽基本上都是6H型,某些則含有5%~10%的15R型;黑碳化矽也以6H型爲主,但含有較多的15R和4H型.碳化矽色澤及特性
SiC晶體色澤與結構類型間的統計關系
試樣色澤
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物色
淺綠色
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綠色
深綠色
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黃色
黄綠色
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藍色
蓝綠色
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黑色
半透明
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黑色
不透明
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各種晶體所占比例/%
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15R
6H
4H
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0
100
0
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25
70
5
|
85
10
5
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40
45
15
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40
30
30
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10
20
70
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由化學成分可知,黑碳化矽所含游离Si、C(石墨狀)、Fe2O3、MgO、Al2O3等杂质通常高于绿碳化矽(见表2-3-2)。但这也不是优良的,黑碳化矽中SiC含量高于绿碳化矽也是常有的事;无色透明的碳化矽也不是一定含SiC*高,而常常含有較多的SiO2。碳化矽色澤及特性
各色碳化矽结晶的化學成分
色澤
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黑色晶體
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綠色晶体
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黃色晶体
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化學成分/%
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SiC
Al2O3
Fe
CaO
S
C
F. Si
F. SiO2
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96.41
0.31
0.22
0.21
0.09
2.64
0.08
0.32
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97.81
0.18
0.21
0.63
0.09
1.27
0.42
0.31
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98.63
1.17
0.09
0.32
0.34
0.29
0.31
0.28
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比重
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3.217
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3.214
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3.219
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黑、绿碳化矽的机械性质略有不同。一般认为二者相比,绿碳化矽更硬更脆,黑碳化矽则更韧而稍软。有一组对比数据:绿SiC維氏顯微硬度32000~34000MPa,顯微脆性指標7.5~9;黑SiC則分別爲31000~328000
MPa和6.2~8.0。
绿SiC不同于黑SiC制造过程的特点在于:①采用较纯的原料;②配料中加入食盐。碳化矽耐火材料一般都选用黑碳化矽做原料,一是其韧性高,二是价格上比绿碳化矽更便宜。碳化矽色澤及特性
绿与黑碳化矽细粉主要通过化学分析识别,前者SiO2、Fe2O3,含量低,後者高。
碳化矽的电学性质
溫度℃
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0
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100
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200
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300
|
400
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α-SiC單晶體
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2.118
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2.666
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3.214
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3.763
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4.310
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商品SiC
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100~200℃間,膨脹系數爲(5.68+0.11)×10-6℃-1
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