碳化硅的物理与化学性质怎么样

时间:2024-05-06




碳化硅的物理性质可以归纳如下:


硬度:

碳化硅具有很高的硬度,其莫氏硬度为9.5级,仅次于金刚石。

黑碳化硅的维氏硬度为HV=30380~32340MPa,绿碳化硅的硬度更高,HV=31360~33320MPa。

这种高硬度使碳化硅能够很好地抵抗磨损和刮伤。


导电性:

碳化硅是一种半导体,其导电性能随晶体中引入杂质的种类和数量的不同而变化,电阻率在10^-2~10^12Ω·cm之间。

碳化硅的导电性随电场强度的加大而迅速提高,具有非线性变化的特点。

碳化硅的这一特性被用于制作避雷器阀片等电子器件。


热性能:

碳化硅具有良好的高温稳定性和耐热性能,能够在高温环境中长期稳定地工作,可承受高达2700℃的高温。

碳化硅具有高的热导率(导热系数)和较低的线膨胀系数,这使得碳化硅具有优越的抗热震性能。


抗腐蚀性:

碳化硅具有很好的耐腐蚀性,能够在酸、碱、盐等多种化学介质中稳定工作。

当碳化硅加热至1000℃时,其表面会发生氧化并形成一层SiO2薄膜,这层薄膜可以保护碳化硅不被进一步氧化。


其他物理性质:

碳化硅具有很高的强度和抗拉强度,是钢铁的5倍以上。

碳化硅还具有很高的刚性和弹性模量,能够很好地抵抗变形。


碳化硅具有硬度高、导电性可调、高温稳定性好、抗腐蚀性强等优异的物理性质,这使得它在磨料、电子器件、高温结构材料等领域具有广泛的应用前景。


同时碳化硅的化学性质非常稳定:


  1. 化学稳定性:碳化硅具有化学惰性,在常规环境下,如气体或水等,其化学稳定性很好,几乎不受外界环境的影响。

  2. 特殊环境下的稳定性:虽然在某些特殊环境下,如高浓度氢气、氨气等有机酸环境下,碳化硅可能会受到一定程度的腐蚀,但整体而言,其化学稳定性仍然很高。

  3. 高温稳定性:碳化硅不仅化学稳定,还具有良好的高温稳定性。它能够在高温环境中长期稳定地工作,可承受高达2700℃的高温。

  4. 耐腐蚀性:碳化硅对酸、碱和氧化性气体都具有较好的耐腐蚀性。这使得它在化学工业和液体处理中能够承受各种腐蚀性环境。


碳化硅的化学性质非常稳定,无论是在常规环境下还是高温、腐蚀等极端环境下,都能保持稳定化学性能。