碳化硅的化學(xué)成分

碳化硅的化學(xué)成分

碳化硅是一種人造材料，碳化硅的分子式為SiC，分子量為40.07，重量百分組成相應(yīng)為70.045%的硅與29.955%的碳。碳化硅的比重為3.16~3.2.工業(yè)碳化硅通常含有2%左右的各種雜質(zhì)。

(1)二氧化硅,二氧化硅通常存在于結(jié)晶的表面。其來(lái)源有：

1、由于爐料配比及物料在制煉過(guò)程中于爐內(nèi)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，使得碳化硅表面有剩余的二氧化硅;

2、停爐后，碳化硅結(jié)晶在高溫下與空氣中的氧或水蒸汽接觸而氧化，從而使其晶體表面形成一層二氧化硅。

(2)硅,一部分硅溶解于碳化硅結(jié)晶中，一部分硅與金屬摻合物(如鐵、鋁、鈣、鎂等)形成合金而粘附于結(jié)晶上或嵌在結(jié)晶中。當(dāng)爐況不正常時(shí)，主要是有密集的二氧化硅過(guò)量時(shí)，在爐內(nèi)可以找到大塊的不純的結(jié)晶硅。若停爐后作業(yè)不當(dāng)，也會(huì)使碳化硅表面分解成一層碳及硅，與二氧化硅一起附著于碳化硅結(jié)晶表面。

(3)鐵,相當(dāng)一部分的鐵以氧化物形態(tài)存在于結(jié)晶表面。當(dāng)爐料中含有較多的雜質(zhì)鐵時(shí)，或由于集中投用二級(jí)品碳化硅而使?fàn)t料中某一部分含有較多的雜質(zhì)鐵時(shí)，常可看到在碳化硅結(jié)晶表面附有紅色的或黃色的氧化鐵。此種雜質(zhì)鐵可用酸洗方法將它從碳化硅顆粒表面除去一部分。還有一部分鐵則以碳化物形式存在于結(jié)晶中。這部分鐵用通常的酸萃法是無(wú)法將其分析鑒別出來(lái)的。但用X-射線(xiàn)分析則可證實(shí)其存在。這種形式的鐵不能用化學(xué)處理方法將它從結(jié)晶顆粒中除去。在制造磨具時(shí)，于高溫下，它會(huì)隨碳化硅與結(jié)合劑之間的化學(xué)反應(yīng)而部分地溶解到結(jié)合劑與碳化硅顆粒的界面上，呈現(xiàn)紅色。這種碳化鐵是碳化硅制品在燒成過(guò)程中發(fā)紅的原因之一。鐵有時(shí)也會(huì)以金屬和合金的形態(tài)嵌在結(jié)晶中。

(4)鋁、鈣、鎂等,它們一部分以單質(zhì)狀態(tài)溶解于結(jié)晶中，一部分則與硅形成合金或與碳形成碳化物。

(5)碳,有相當(dāng)一部分碳溶解于結(jié)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(jié)晶中，還含有為改善結(jié)晶性能而特意添加進(jìn)去的元素。例如一種含鈰的綠色碳化硅中，含有鈰的碳化物及鈰的氧化物。一種特殊的黑碳化硅中含有硼。