碳化硅原理是什么

　　碳化硅原理是什么

　　碳化硅，是一種無機物，化學式為SiC，是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生產綠色碳化硅時需要加食鹽）等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物，莫桑石。在C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中，碳化硅為應用最廣泛、最經濟的一種，可以稱為金鋼砂或耐火砂。 中國工業生產的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種，均為六方晶體，比重為3.20～3.25，顯微硬度為2840～3320kg/mm。

　　碳化硅也可以通過使用金剛石線鋸或激光切割單晶制成晶片。碳化硅是用于電力電子的有用半導體。

　　碳化硅的用途編輯磨料和切削工具

　　在藝術領域，由于材料的耐用性和低成本，碳化硅是現代寶石中流行的磨料。在制造中，它的硬度用于磨削、珩磨、水射流切割和噴砂等研磨加工工藝。碳化硅顆粒被層壓到紙上，形成砂紙和滑板上的握帶。

　　1982年，發現了一種由氧化鋁和碳化硅晶須組成的異常堅固的復合材料。將這種實驗室生產的復合材料開發成商業產品僅用了三年時間。1985年，xxx個由這種氧化鋁和碳化硅晶須增強復合材料制成的商用切削工具被推向市場。

　　改進的Lely工藝涉及在石墨坩堝中進行感應加熱，產生更大的單晶，直徑為4英寸（10厘米），與傳統的Lely工藝相比，其截面大81倍。

　　立方碳化硅通常通過更昂貴的硅烷、氫氣和氮氣的化學氣相沉積(CVD)工藝來生長?？梢圆捎脷庀嗪鸵合喾椒ㄉL同質外延和異質外延SiC層。

　　為了形成復雜形狀的SiC，可以使用陶瓷前體聚合物作為前體，在1000-1100°C的溫度范圍內通過熱解形成陶瓷產品。以這種方式獲得碳化硅的前體材料包括聚碳硅烷、聚（甲基硅烷）和聚硅氮烷。通過預陶瓷聚合物的熱解獲得的碳化硅材料被稱為聚合物衍生陶瓷或PDC。預陶瓷聚合物的熱解通常在惰性氣氛下進行在相對較低的溫度下。相對于CVD工藝，熱解方法是有利的，因為聚合物可以在熱化成陶瓷之前形成各種形狀。

　　碳化硅的電子應用，例如早期無線電中的發光二極管(LED)和檢測器，于1907年左右首次展示。SiC用于在高溫或高壓或兩者兼有的情況下工作的半導體電子設備。

　　碳化硅的生產編輯由于天然莫桑石極為稀少，大多數碳化硅是合成的。碳化硅用作磨料，以及寶石級的半導體和金剛石模擬物。制造碳化硅的最簡單工藝是在1,600°C(2,910°F)和2,500°C(4,530°F)之間的高溫下，在Acheson石墨電阻爐中將硅砂和碳結合。通過加熱來自有機材料的過量碳，植物材料（例如稻殼）中的細SiO2顆?？梢赞D化為SiC。硅灰是生產硅金屬和硅鐵合金的副產品，也可以通過在1,500°C(2,730°F)下與石墨一起加熱來轉化為SiC。

　　艾奇遜爐中形成的材料的純度根據其與石墨電阻熱源的距離而變化。無色、淡黃色和綠色晶體的純度最高，最接近電阻器。距離電阻越遠，顏色變為藍色和黑色，這些較暗的晶體純度較低。氮和鋁是常見的雜質，它們會影響SiC的導電性。

　　純碳化硅可以通過Lely工藝在氬氣環境中升華成硅、碳、二碳化硅(SiC2)和碳化二硅(Si2C)的高溫物質在2500°C下重新沉積成片狀單晶，尺寸可達2×2cm，在稍冷的基板上。這個過程產生了高質量的單晶，主要是6H-SiC相（因為高生長溫度）。

　　碳化硅，是一種含有硅和碳的半導體。它是自然界中極為稀有的礦物莫桑石。合成SiC粉末自1893年以來已大量生產，用作磨料。碳化硅顆?？梢酝ㄟ^燒結結合在一起形成非常堅硬的陶瓷廣泛用于要求高耐久性的應用，如汽車剎車、汽車離合器和防彈背心中的陶瓷板。大的碳化硅單晶可以通過Lely方法生長，它們可以被切割成稱為合成莫桑石的寶石。

　　在加工碳化硅過程中，需要通過水洗來進一步除去碳化硅中的部分石墨，從而進一步提高碳化硅的整體含量，使碳化硅顆粒、碳化硅砂晶瑩潔亮、呈現半金屬光澤。

　　碳化硅水洗的原理是在于碳化硅顆粒與爐芯體石墨相比，碳化硅顆粒密度大（碳化硅砂的密度通常為3.18--3.22%，而石墨的密度2.20--2.25g/m）。粒度粗的碳化硅，從被水潤濕，所以沉于水底，而石墨、粉塵等在水流的作用下易于懸浮而被沖走。如果引入氣泡、浮選劑，還可以加速這一分離的過程。