目前中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.20~3.25,显微硬度为2840~3320kg/mm2。碳化硅的硬度很大,莫氏硬度为9.5级,仅次于很硬的金刚石(10级),具有优良的导热性能,是一种半导体。纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同,而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色,透明度随其纯度不同而异。
碳化硅(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加NaCl)等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅理化性质:碳化硅很适合做为轴承或高温炉之原料物件。在任何已能达到的压力下,它都不会熔化,且具有相当低的化学活性。由于其高热导性、高崩溃电场强度及高电流密度,在半导体高功率元件的应用上,不少人试着用它来取代硅。
碳化硅基功率开关由于具有较低的开启态电阻,并且能应用于高压、高温、高频场合,是硅基器件的理想替代者,如果使用碳化硅功率模块,与使用硅功率电源装置相比,由开关损失引起的功率损耗可降低5倍以上,对未来电网形态和能源战略调整将产生重大影响,其体积与重量减小40%以上。
碳化硅功率器件针对太阳能逆变器、不间断电源设备以及风能电机驱动器等大功率模组件的应用进行设计,以更小尺寸、更低物料成本以及更高的效率。碳化硅器件规模应用于固态断路器、换流阀、有源滤波等已有装备为实现智能电网、加速我国能源战略转型提供***元器件及关键装备等支撑。
在炼钢过程中,炉衬耐火砖受到侵蚀后,砖的脱碳层和反应层发生结构变化引起松弛。受熔融钢水、炉渣、炉气以及兑入铁水和加入散料、废钢时的机械冲刷,使得碳化硅脱落并卷入钢溶液中,形成非金属夹杂。钢材中的非金属夹杂物与钢材本身的性能有很大差别。
从力学角度分析,非金属夹杂物的存在部位是钢材的应力集中点,对钢材的强度、刚度以及持久等力学性能都有很大影响。因此,非金属夹杂是影响钢材质量的严重缺陷之一。构成碳化硅的一些元素,直接溶解到钢水中,使得熔池中的氧、碳及其他非金属元素增加。在一定条件下,钢水中非金属元素之间相互反应生成非金属夹杂物。
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