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2.1硅碳棒生产实验原料

制备碳化硅电热元件所用的原料有三类:(1)主要原料,包括绿碳化硅、天然石墨、石墨化电极粉、炭黑和工业硅。(2)结合剂包括煤沥青和煤焦油。(3)辅助材料,包括黑碳化硅、石英砂、石油焦、食盐、木屑、石墨化电极粒等。

2.1.1碳化硅

碳化硅晶格的基本单元是共价键结合的SiC4和CSi4配位四面体。这些四面体装配成具有共同边的平面层,层面中的一个顶点又与下一堆叠四面体相连,因此通过每一角来满足所形成骨架任意点上的四配位。这些四面体有不同的堆积次序,从而决定了碳化

硅具有大量的多形体。立方和六方结构可同时在碳化硅中找到,即分别为B和α结构,

而各层围绕结合处偏心顶点的相对旋转,又可产生大量复杂的结构。

碳化硅相对分子量40.10,呈无色、绿色、墨绿色、黄色或黑色。立方晶系或六方晶系。密度为3.217g/cm3,硬度为9.5~9.75,熔点为3000℃,沸点3500℃,热导率101w/(m·k),线形膨胀系数5.2×10-6/℃(25~1500℃),不溶于水,不溶于酸,但溶于

碱。SC一般由石英砂、焦碳、木屑、食盐,在电炉中高温合成,1400℃开始反应生成

B-SiC,1900℃B-SiC开始转化为a-SiC,在2400℃完全合成a-SiC。在碳化硅中,碳和硅之间主要靠共价键结合,但硅原子和碳原子之间存在着电负性差,因而硅原子和碳原子的结合有部分的离子键性质2。

碳化硅在导热性、热膨胀、耐压性以及导电性等方面具有一系列优点,虽然纯粹的碳化硅是不导电的,但由于含有单体硅,使碳化硅制品可用作电导体,特别是用作高温电导体,因而成为生产优良电热元件的重要原料。

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