Как один из широко используемых абразивных материалов, карбид кремния (карборунд) имеет множество преимуществ в термодинамике, химии и физике. Подходит для притирки абразивов ， красок и огнеупоров. Свойства карбида кремния демонстрируются в следующих аспектах:
Свойства карбида кремния в химии:
-
Карбид кремния обладает высокой стойкостью к окислению.
При нагревании до 1000 ° C на воздухе карбид кремния окисляется только на поверхности, образуя пленку диоксида кремния. Пленка может защитить материал карбида кремния от окисления.
При нагревании до 1300 ° C кристобалит начал выпадать в осадок в слое пленки диоксида кремния. Изменение кристаллической формы привело к растрескиванию пленочного слоя и незначительному увеличению скорости окисления.
При нагревании до 1500-1600 ° C слой пленки диоксида кремния утолщается, и способность защищать от окисления возрастает. Таким образом, карбид кремния может быть очень стабильным при высоких температурах. При нагревании до температуры выше 1627 ° C стойкость карбида кремния к окислению быстро снижается.
-
Карбид кремния обладает высокой химической стабильностью.
Химическая стабильность карбида кремния также обусловлена его способностью противостоять окислению.
Воздействие на карбид кремния различных агрессивных веществ следующее:
| Реактивное соединение вещество | Температура (° C) | Реакция и эрозия карбида кремния |
| MgO | 740 | Нет реакции |
| 1000 | Начало реакции | |
| 1555 | Очевидно, что реакция разложения карбида кремния протекает. | |
| CaO | 1000 | Начало реакции |
| 1690-1740 гг. | Производят карбид кальция и силикат кальция. | |
| Al2O3 | 1700 | Нет реакции |
| TiO2 | 1720 | Реакция в присутствии углерода |
| Cr2O3 | 1600 | Происходит реакция и образуется силикат хрома. |
| Fe2O3 и FeO | 1300 | Начало реакции |
| 1500 | Очевидная реакция | |
| 1500-1600 | Fe2O3 реагирует с SiC с образованием силиката железа в присутствии углерода. | |
| CuO | 800 | Начало реакции |
| 1500 | Реакция образования силиката меди | |
| Na2O3 | В окислительной атмосфере карбид кремния полностью окисляется. | |
| КОН | Карбид кальция разлагается и плавится | |
| Щелочной карбонат | Атакует и разлагает карбид кремния. | |
| Na2CO3 | 900 | Атакует и разлагает карбид кремния. |
| K2CO3 | 1100 (за 15 мин) | Карбид кремния полностью растворяется |
| Случай | 525 | Нет реакции |
| FeS | 1200 (за 15 мин) | Карбид кремния корродирован |
| Силикат натрия | 1300 | В сильной окислительной атмосфере карбид кремния разлагается |
| Силикат кальция | 1700 (за 15 мин) | Нет реакции |
| 2FeO. SiO2 | 1400 (за 15 мин) | Реакция |
Свойства карбида кремния в физике:
-
Твердость карбида кремния
Твердость карбида кремния находится между плавленым оксидом алюминия и алмазом. Твердость по Моосу черного карбида кремния составляет 9,2-9,3, твердость по Моосу зеленого карбида кремния составляет 9,4-9,5. Твердость карборунда по Виккерсу 3100-3400 кг / мм2. Твердость карбида кремния будет уменьшаться с повышением температуры. При высокой температуре 1200 ° C твердость карбида кремния может в два раза превышать твердость плавленого оксида алюминия.
-
Прочность карбида кремния
Вязкость абразива из карбида кремния связана с трудностью разрушения под действием внешней силы. Если взять в качестве примера зернистость F46, прочность карборунда, испытанная методом статического давления, составляет около 68-78%.
По сравнению с плавленым оксидом алюминия механическая прочность карбида кремния выше. Например, F120 прочность на сжатие карбида кремния составляет 186 кН / см2, а прочность на сжатие абразива корунда составляет 100 кН / см2.
-
Цвет карбида кремния
Карбид кремния делится на черный карбид кремния и зеленый карбид кремния. Его цвет обусловлен содержанием и типом примесей в кристалле. Карбид кремния черный — это светло-сине-черный, чистота первого сорта SiC черного составляет 98%. Зеленый карбид кремния имеет зеленый цвет, а чистота зеленого SiC первого сорта составляет 99%.
-
Коэффициент теплопроводности и линейного расширения карбида кремния
Коэффициент теплового расширения карбида кремния при разных температурах (x10-6 / ° C):
| 100-500 ° С | 100-900 ° С | 15-1000 ° С | 25-1700 ° С | 20-1000 ° С | 20-1525 ° С | 20-1000 ° С | 20-1470 ° С |
| 4.1 | 4,47 | 4,35 | 4.3 | 5.2 | 4.9 | 4.3 | 4.5 |
Видно, что при температуре 25-1400 ° C средний коэффициент теплового расширения карбида кремния составляет 4,4×10-6 / ° C, а коэффициент теплового расширения плавленого оксида алюминия составляет 7-8×10-6 / ° C.
-
Электропроводность карбида кремния
За счет внесения примесей карбид кремния обладает полупроводниковыми свойствами. Проводимость карбида кремния быстро увеличивается с увеличением напряженности электрического поля и имеет нелинейную характеристику. Кроме того, проводимость карбида кремния также изменяется с температурой.