В чем разница между зеленым SiC и черным SiC?
В обширной области материаловедения карбид кремния (SiC), как высокопроизводительный неметаллический материал, играет важную роль во многих отраслях промышленности благодаря своим уникальным физическим и химическим свойствам. Среди них зеленый карбид кремния и черный карбид кремния являются двумя основными разновидностями карбида кремния. Хотя они оба относятся к базовой категории α-SiC, они демонстрируют значительные различия в процессах производства, физических и химических свойствах и областях применения. В этой статье будут рассмотрены различия между этими двумя типами карбида кремния, чтобы читатели могли лучше понять их свойства и применение.
1. Различия в процессах производства
Процесс производства зеленого карбида кремния уникален. В качестве основного сырья он в основном использует нефтяной кокс и высококачественный кремний, а в качестве добавки добавляет соль и плавится при высокой температуре в печи сопротивления. Во время этого процесса добавление соли не только способствует процессу кристаллизации карбида кремния, но и значительно улучшает чистоту и качество кристаллизации продукта. Напротив, производство черного карбида кремния основано на сочетании кварцевого песка, нефтяного кокса и высококачественного кремнезема, который также плавится при высоких температурах в печи сопротивления, но не включает добавление соли. Поэтому с точки зрения соотношения сырья и процесса получение зеленого карбида кремния является более сложным и изысканным, что также закладывает основу для его последующих характеристик.
2. Различия в физических и химических свойствах
С точки зрения физических и химических свойств как зеленый карбид кремния, так и черный карбид кремния демонстрируют чрезвычайно высокую твердость и механическую прочность. Их твердость находится между корундом и алмазом, намного превышая твердость обычных металлических материалов. Однако кристаллическая чистота зеленого карбида кремния выше, что дает ему преимущество в определенных свойствах. Например, прочность на растяжение и прочность на сжатие зеленого карбида кремния очень высоки, даже в несколько раз выше, чем у высокопрочной стали, показывая превосходные механические свойства. В то же время зеленый карбид кремния также обладает превосходной устойчивостью к высоким температурам, его температура плавления достигает более 2700°C, и он может сохранять стабильные физические и химические свойства в условиях высоких температур. Кроме того, зеленый карбид кремния также обладает превосходной химической стабильностью и может выдерживать эрозию различных сильных кислот, сильных щелочей и органических растворителей, что делает его широко применимым в химической промышленности, электронике, медицине и других областях.
Напротив, хотя черный карбид кремния также обладает характеристиками высокой твердости, высокой прочности и высокой износостойкости, его вязкость немного выше, чем у зеленого карбида кремния, что в определенной степени влияет на его самозатачивание во время обработки. . Однако черный карбид кремния имеет умеренную плотность (около 3,15-3,21 г/см³), высокую теплопроводность и хорошую стойкость к окислению и радиационную стойкость. Эти характеристики делают его широко используемым в печах для обжига глинозема, решетках и огнеупорной керамике. Он широко используется в высокотемпературных и высокоокислительных средах.
3. Различия в областях применения
Из-за различий в физических и химических свойствах зеленый карбид кремния и черный карбид кремния также имеют разные области применения. Зеленый карбид кремния широко используется для точного шлифования и резки кристаллической проволоки из цементированного карбида, кварцевого стекла, оптического стекла и других материалов благодаря своей высокой чистоте, высокой твердости и превосходным механическим свойствам. Особенно в области обработки полупроводниковых материалов порошок зеленого карбида кремния является важным сырьем для производства пластин для резки монокристаллического кремния и поликристаллического кремния. Его размер зерна и чистота напрямую влияют на качество и эффективность резки. Кроме того, зеленый карбид кремния используется в высокотемпературных и высококоррозионных средах, таких как аэрокосмические двигатели, газовые турбины и химическое оборудование, из-за его хорошей стойкости к высоким температурам и химической стабильности.
Черный карбид кремния, из-за его высокой прочности и хорошей износостойкости, хорошо работает при шлифовании сплавов, керамики, мрамора, нефрита и других материалов. В то же время черный карбид кремния также используется для изготовления высокотвердых, износостойких инструментов и деталей, таких как абразивы, шлифовальные круги, режущие диски и т. д. В области керамики черный карбид кремния можно комбинировать с другими керамическими материалами для получения высокопроизводительных композитных керамических материалов для удовлетворения конкретных инженерных потребностей. Кроме того, черный карбид кремния также широко используется в огнеупорных материалах, аэрокосмической промышленности, автомобилестроении и других областях.
4. Цены и рыночные тенденции
Цены на зеленый карбид кремния и черный карбид кремния зависят от многих факторов, таких как рыночный спрос, происхождение, качество и т. д., и цены сильно колеблются. Вообще говоря, поскольку процесс производства зеленого карбида кремния более сложен, а эксплуатационные характеристики продукта лучше, его цена относительно высока. Однако с непрерывным развитием технологий и снижением производственных затрат рыночная конкурентоспособность зеленого карбида кремния также увеличивается. В то же время, поскольку глобальный спрос на высокопроизводительные материалы продолжает расти, рыночные перспективы зеленого карбида кремния и черного карбида кремния очень широки.
5. Заключение
Подводя итог, зеленый карбид кремния и черный карбид кремния, как две основные разновидности карбида кремния, имеют существенные различия в производственных процессах, физических и химических свойствах и областях применения. Зеленый карбид кремния занимает важное место в обработке полупроводниковых материалов, высокотемпературном оборудовании и других областях из-за своей высокой чистоты, высокой твердости и превосходных механических свойств; в то время как черный карбид кремния играет важную роль в сплавах, керамике и других материалах благодаря своей высокой прочности и износостойкости. Играет важную роль в шлифовании. В будущем, с непрерывным развитием науки и техники и постоянным расширением областей применения, свойства зеленого карбида кремния и черного карбида кремния будут более изучены и применены, внося больший вклад в развитие материаловедения.