碳化矽的性質
碳化矽主要有兩種結晶形態:b-SiC和a-SiC。b-SiC為面心立方閃鋅礦型結構,晶格常數a=0.4359nm。a-SiC是SiC的高溫型結構,屬六方晶系,它存在著許多變體。
碳化矽的折射率非常高,在普通光線下為2.6767~2.6480.各種晶型的碳化矽的密度接近,a-SiC一般為3.217g/cm3,b-SiC為3.215g/cm3.純碳化矽是無色透明的,工業SiC由於含有遊離Fe、Si、C等雜質而成淺綠色或黑色。綠碳化矽和黑碳化矽的硬度在常溫和高溫下基本相同。SiC熱膨脹系數不大,在25~1400℃平均熱膨脹系數為4.5×10-6/℃。碳化矽具有很高的熱導率,500℃時為64.4W/(m·K)。常溫下SiC是一種半導體。碳化矽的基本性質列於下表。
性質 | 指標 | 性質 | 指標 |
摩爾質量/(g/mol) 顏色 密度/(g/cm3) |
40.097 純SiC為黃色,添加B、N、Al為棕色 a-SiC 3.217g/cm3 b-SiC 3.215g/cm3 |
德拜溫度/K | a-SiC 1200 b-SiC 1430 |
能隙/eV | a-SiC(6H) 2.86 b-SiC 2.60 |
||
超導轉變溫度/K | 5 | ||
摩爾熱容/[J/(mol·K)] | a-SiC 27.69 b-SiC 28.63 |
彈性模量/GPa | 293K為475 1773K為441 |
生成熱(198.15K時)/(kJ/mol) | a-SiC 25.73±0.63 b-SiC 28.03±2.00 |
彈性模量/GPa | 192 |
熱導率/[W/(m·K)] | a-SiC 40.0 b-SiC 25.5 |
體積模量/GPa | 96.6 |
線膨脹系數/(10-6/K) | a-SiC 5.12 b-SiC 3.80 |
泊松比n | 0.142 |
300K時的介電常數 | a-SiC(6H)9.66~10.03 b-SiC 9.72 |
抗彎強度/Mpa | 350~600 |
電阻率/Ω·m | a-SiC 0.0015~103 b-SiC 10-2~106 |
耐腐蝕性 | 在室溫下幾乎是惰性 |
碳化矽具有耐高溫、耐磨、抗沖刷、耐腐蝕和質量輕的特點。碳化矽在高溫下的氧化是其損害的主要原因。
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