碳化硅都有哪些理化性质呢

碳化硅(SiC)是一种具有多种优良理化性质的化合物,其性质稳定,用途广泛。
碳化硅的理化性质主要包括以下几个方面:
1. 化学性质:碳化硅的化学性质非常稳定,不易与其他物质发生化学反应。在高温下也不与氯、氧、硫、强酸反应,但可以与碱反应。碳化硅的抗氧化性能优良,在空气中加热到1000℃以上时,仅在其表面氧化,生成一层二氧化硅薄膜,这层薄膜能阻碍氧向碳化硅内部的扩展速度。在1300℃时,薄膜层二氧化硅开始有方石英析出,晶型的转变引起薄膜层开裂,从而氧化速度有所增加。但在1500℃~1600℃时,由于SiO2层的增厚,限制了氧化作用,使得碳化硅能在1600℃的高温下长期稳定地使用。
2. 物理性质:碳化硅的硬度很大,莫氏硬度为9.5级,仅次于世界上最硬的金刚石(10级)。它具有优良的导热性能,是一种半导体。碳化硅的密度为3.2g/cm³,熔点约为2700℃,在任何已能达到的压力下,它都不会熔化,且具有相当低的化学活性。碳化硅的导热系数高,热膨胀系数小,耐磨性能好,高崩溃电场强度及高最大电流密度。
3. 应用领域:碳化硅由于其独特的理化性质,广泛应用于多个领域。例如,在功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料等方面有广泛应用。在工业上,碳化硅可用来制造磨具,如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等;作为冶金脱氧剂和耐高温材料;高纯度的单晶可用于制造半导体、制造碳化硅纤维等。
4. 特殊性质:碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的-SiC和立方体的-SiC。其中-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体,已发现70余种。此外,碳化硅的比重为3.20~3.25,显微硬度为2840~3320kg/mm²,显示出其高硬度和高耐磨性。
综上所述,碳化硅具有多种优良的理化性质,使其在工业和科技领域具有广泛的应用前景。