Como uno de los materiales abrasivos comúnmente usados, el carburo de silicio (Carborundum) tiene muchas ventajas en termodinámica, químicos y física. Es adecuado para lapeado, abrasivos, pinturas y refractarios. Las propiedades del carburo de silicio se demuestran en los siguientes aspectos:
Las propiedades del carburo de silicio en los productos químicos:
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El carburo de silicio tiene una fuerte resistencia a la oxidación.
Cuando se calienta a 1000 ° C en el aire, el carburo de silicio solo se oxida en la superficie, formando una película de dióxido de silicio. La película puede proteger el material de carburo de silicio de la oxidación.
Cuando se calentó a 1300 ° C, la cristobalita comenzó a precipitar en la capa de película de dióxido de silicio. El cambio de forma cristalina hizo que la capa de la película se agrietara y la tasa de oxidación aumentó ligeramente.
Cuando se calienta a 1500-1600 ° C, la capa de película de dióxido de silicio se espesa y aumenta la capacidad de protección contra la oxidación. Por tanto, el carburo de silicio podría ser muy estable a altas temperaturas. Cuando se calienta por encima de 1627 ° C, la resistencia a la oxidación del carburo de silicio disminuirá rápidamente.
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El carburo de silicio tiene una fuerte estabilidad química.
La estabilidad química del carburo de silicio también se debe a su capacidad para resistir la oxidación.
Los efectos de diversas sustancias corrosivas sobre el carburo de silicio son los siguientes:
| Sustancia compuesta reactiva | Temperatura (° C) | Reacción y erosión del carburo de silicio |
| MgO | 740 | Sin reacción |
| 1000 | Comienza la reacción | |
| 1555 | La reacción de descomposición del carburo de silicio ocurre obviamente | |
| CaO | 1000 | Comienza la reacción |
| 1690-1740 | Produce carburo de calcio y silicato de calcio. | |
| Al2O3 | 1700 | Sin reacción |
| TiO2 | 1720 | Reacción en presencia de carbono. |
| Cr2O3 | 1600 | Se produce la reacción y se forma silicato de cromo. |
| Fe2O3 y FeO | 1300 | Comienza la reacción |
| 1500 | Reacción obvia | |
| 1500-1600 | Fe2O3 reacciona con SiC para formar silicato de hierro en presencia de carbono. | |
| CuO | 800 | Comienza la reacción |
| 1500 | Reacción para producir silicato de cobre. | |
| Na2O3 | En una atmósfera oxidante, el carburo de silicio se oxida completamente | |
| KOH | El carburo de calcio se descompone y se funde. | |
| Carbonato alcalino | Ataca y descompone el carburo de silicio | |
| Na2CO3 | 900 | Ataca y descompone el carburo de silicio |
| K2CO3 | 1100 (durante 15 min) | El carburo de silicio está completamente disuelto |
| Caso | 525 | Sin reacción |
| FeS | 1200 (durante 15 min) | El carburo de silicio está corroído |
| Silicato de sodio | 1300 | En una atmósfera oxidante fuerte, el carburo de silicio se descompone |
| Silicato de calcio | 1700 (durante 15 min) | Sin reacción |
| 2FeO. SiO2 | 1400 (durante 15 min) | Reacción |
Las propiedades del carburo de silicio en física:
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La dureza del carburo de silicio.
La dureza del carburo de silicio se encuentra entre la alúmina fundida y el diamante. La dureza de Mohs del carburo de silicio negro es 9.2-9.3, la dureza de Mohs del carburo de silicio verde es 9.4-9.5. La dureza Vickers del carborundo es de 3100-3400 kg / mm2. La dureza del carburo de silicio disminuirá con el aumento de temperatura. A una temperatura alta de 1200 ° C, la dureza del carburo de silicio puede llegar al doble de la de la alúmina fundida.
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La dureza del carburo de silicio
La tenacidad del abrasivo de carburo de silicio se refiere a la dificultad de romperse bajo la acción de una fuerza externa. Tomando la arena F46 como ejemplo, la tenacidad del carborundo probado por el método de presión estática es de aproximadamente 68-78%.
En comparación con la alúmina fundida, la resistencia mecánica del carburo de silicio es mayor. F120, por ejemplo, la resistencia a la compresión del carburo de silicio es de 186KN / cm2 y la resistencia a la compresión del abrasivo de corindón es de 100KN / cm2.
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El color del carburo de silicio
El carburo de silicio se divide en carburo de silicio negro y carburo de silicio verde. Su color se debe al contenido y tipo de impurezas del cristal. El carburo de silicio negro es azul-negro claro, la pureza del SiC negro de primer grado es del 98%. El carburo de silicio verde es verde y la pureza del SiC verde de primer grado es del 99%.
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Conductividad térmica y coeficiente de expansión lineal del carburo de silicio
El coeficiente de expansión térmica del carburo de silicio a diferentes temperaturas (x10-6 / ° C):
| 100-500 ° C | 100-900 ° C | 15-1000 ° C | 25-1700 ° C | 20-1000 ° C | 20-1525 ° C | 20-1000 ° C | 20-1470 ° C |
| 4.1 | 4.47 | 4.35 | 4.3 | 5.2 | 4.9 | 4.3 | 4.5 |
Puede verse que a una temperatura de 25-1400 ° C, el coeficiente de expansión térmica promedio del carburo de silicio es 4.4×10-6 / ° C, mientras que el coeficiente de expansión térmica de la alúmina fundida es 7-8×10-6 / ° C.
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La conductividad eléctrica del carburo de silicio.
Debido a la introducción de impurezas, el carburo de silicio tiene propiedades semiconductoras. La conductividad del carburo de silicio aumenta rápidamente con el aumento de la intensidad del campo eléctrico y tiene una característica no lineal. Además, la conductividad del carburo de silicio también cambia con la temperatura.