Kiselkarbidär en färglös kristall, allmänt känd som korund. Det tillverkas industriellt genom reaktion av kvartssand och överskott av koks vid en hög temperatur på 2000-2500 ℃. Den har en struktur som liknar diamant och en hårdhet nära diamant. Det är ett allmänt använt industriellt slipmedel. Om vissa föroreningselement läggs till det kommer det också att bli en halvledare, som kan användas som en högtemperaturhalvledare för elektriska värmeelement. Den har god termisk och kemisk stabilitet, hög mekanisk hållfasthet och låg termisk expansionskoefficient, och används också i stor utsträckning i högtemperaturstrukturella keramiska material. Keramiska kiselkarbidfibrer med goda mekaniska egenskaper kan erhållas genom högtemperaturpyrolys av silan innehållande organiska grupper.
Kiselnitrid är en ny typ av keramiskt material. Det är en benvit fast substans. Liksom kiselkarbid har den hög termisk och kemisk stabilitet. Friktionskoefficienten är endast 0,1-0,2, vilket motsvarar en metallyta smord med olja. Dess hårdhet är näst efter diamant och kubisk bornitrid. Dess största användningsområde är också som ett högtemperaturstrukturellt keramiskt material. En liten mängd aluminiumoxid tillsätts kiselnitrid för att göra en ny typ av keramik, vars handelsnamn är sialon. Seron-keramik har använts i stor utsträckning i gasturbinblad, maskinhus, motordelar, raketstjärtmunstycken, lager och skärverktyg.
Innehåll
Kiselkarbid, allmänt känd som korund, tillverkas vanligtvis genom att blanda kiseldioxid och koks och sedan reagera med elektricitet. Kiselkarbid är sammansatt av SiC, och det verkar grönt, svart och gult på grund av föroreningar. Inom industrin är den indelad i två kategorier efter färg: grön kiselkarbid och svart kiselkarbid, och deras SiC-halt är ≥99% respektive 98,5%. Kiselkarbid är en kovalent bindningsförening med stark interatomisk bindning, hög smältpunkt, hög hårdhet, hög hållfasthet och låg expansion, hög värmeledningsförmåga, hög elektrisk ledningsförmåga och stark kemisk stabilitet. Därför är det en bra eldfast råvara. Men i en oxiderande atmosfär oxideras kiselkarbid lätt, och oxidationen kan bara bromsas när en skyddande SiO2-film bildas.
Den molekylära formeln för kiselnitrid är Si3N4, och det finns två typer av kristallformer: α-typ och β-typ, som båda är hexagonala kristallsystem. Kiselnitrid är grå, med en Si3N4-halt på 98,5 % och fritt kisel på 1,5 %. Dess smältpunkt är 1900 ℃ (sublimeringssönderdelning), hög hållfasthet, låg termisk expansion, seghet och stark korrosionsbeständighet. Kiselnitrid framställs genom att nitrera kiselpulver med kväve och sedan sintra det. Det används främst i avancerade eldfasta material.
Även om både kiselkarbid och kiselnitrid är tredje generationens sammansatta halvledare med hög hårdhet, hög slitstyrka, hög värmeledningsförmåga och hög elasticitetsmodul, finns det några viktiga skillnader mellan dem:
Olika kemisk stabilitet och kemisk korrosionsbeständighet
Kiselkarbid har stark kemisk korrosionsbeständighet och kan fungera i de flesta syror och alkalier, men har dålig högtemperaturbeständighet; kiselnitrid är mycket stabil i starka syror och alkalier, men har låg hårdhet och dålig slitstyrka.
Olika tillämpningsscenarier
Kiselkarbid används vanligtvis för att tillverka verktyg som borrar och formar och eldfasta material för högtemperaturugnar; kiselnitrid används för att tillverka delar till flygplansmotorer och gasturbiner.
Olika fysikaliska egenskaper
Kiselkarbid har en högre densitet och högre hårdhet, särskilt upprätthåller stabilitet i högtemperaturmiljöer; kiselnitrid har lägre densitet och lägre hårdhet, men har god slitstyrka och korrosionsbeständighet.
Olika värmeledningsförmåga och elektrisk ledningsförmåga
Kiselkarbid har utmärkt värmeledningsförmåga och god elektrisk ledningsförmåga, och kan användas som ett halvledarmaterial; kiselnitrid har dålig värmeledningsförmåga, men har isolerande egenskaper, och används främst i isolering och elektronisk förpackning.
Olika färger
Kiselnitrid är vanligtvis ett benvitt pulver, medan kiselkarbid är svart eller gråsvart.
Dessa skillnader görkiselkarbidoch kiselnitrid har var och en sina egna unika fördelar och användbara områden i industriella tillämpningar.
