碳化硅的性质
碳化硅主要有两种结晶形态:b-SiC和a-SiC。b-SiC为面心立方闪锌矿型结构,晶格常数a=0.4359nm。a-SiC是SiC的高温型结构,属六方晶系,它存在着许多变体。
碳化硅的折射率非常高,在普通光线下为2.6767~2.6480.各种晶型的碳化硅的密度接近,a-SiC一般为3.217g/cm3,b-SiC为3.215g/cm3.纯碳化硅是无色透明的,工业SiC由于含有游离Fe、Si、C等杂质而成浅绿色或黑色。绿碳化硅和黑碳化硅的硬度在常温和高温下基本相同。SiC热膨胀系数不大,在25~1400℃平均热膨胀系数为4.5×10-6/℃。碳化硅具有很高的热导率,500℃时为64.4W/(m·K)。常温下SiC是一种半导体。碳化硅的基本性质列于下表。
性质 | 指标 | 性质 | 指标 |
摩尔质量/(g/mol) 颜色 密度/(g/cm3) |
40.097 纯SiC为黄色,添加B、N、Al为棕色 a-SiC 3.217g/cm3 b-SiC 3.215g/cm3 |
德拜温度/K | a-SiC 1200 b-SiC 1430 |
能隙/eV | a-SiC(6H) 2.86 b-SiC 2.60 |
||
超导转变温度/K | 5 | ||
摩尔热容/[J/(mol·K)] | a-SiC 27.69 b-SiC 28.63 |
弹性模量/GPa | 293K为475 1773K为441 |
生成热(198.15K时)/(kJ/mol) | a-SiC 25.73±0.63 b-SiC 28.03±2.00 |
弹性模量/GPa | 192 |
热导率/[W/(m·K)] | a-SiC 40.0 b-SiC 25.5 |
体积模量/GPa | 96.6 |
线膨胀系数/(10-6/K) | a-SiC 5.12 b-SiC 3.80 |
泊松比n | 0.142 |
300K时的介电常数 | a-SiC(6H)9.66~10.03 b-SiC 9.72 |
抗弯强度/Mpa | 350~600 |
电阻率/Ω·m | a-SiC 0.0015~103 b-SiC 10-2~106 |
耐腐蚀性 | 在室温下几乎是惰性 |
碳化硅具有耐高温、耐磨、抗冲刷、耐腐蚀和质量轻的特点。碳化硅在高温下的氧化是其损害的主要原因。
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