SiC晶须 MSDSSilicon carbide
SiC 晶须(SiCw)是一种直径为纳米级至微米级的具有高度取向性的单晶纤维,晶体结构与金刚石相类似,晶体内化学杂质少,无晶粒边界,晶体结构缺陷少,结晶相成分均一。其具有高熔点、低密度、高强度、高弹性模量、低热膨胀率以及耐磨、耐腐蚀、抗高温氧化能力强等特性。主要用于需要高温高强应用材质的增韧场合。
SiC晶须已广泛用于增韧金属基、陶瓷基和聚合物基复合材料。(1)SiCw增韧金属基复合材料具有轻质、高强度、耐热、低的热膨胀系数、脱气性好等优点,广泛应用于航空航天和军事领域,如飞机蒙皮、翼面、垂尾、导弹、超轻空间望远镜等;还可用于汽车、机械等部件及体育运动器材等。(2)SiCw增韧陶瓷基复合材料主要有Al2O3、ZrO2、莫来石陶瓷等,随着复合技术的不断成熟,又出现了SiCw增韧Si3N4、ZrB2以及玻璃陶瓷等复合材料。适用于制造各种用途的碳化硅磨具和陶瓷窑具以及耐火材料等。(3)SiCw增韧聚合物复合材料:SiCw作为聚合物材料的增韧补强剂时既不增加熔体粘度,又能显著提高材料的韧性和延伸率,可用于制备形状复杂、精度高、表面光洁度高的零部件。
SiC晶须可以通过以下几个途径合成:(1)化学气相沉积法:合成SiCw的气相反应法中化学气相沉积法是使用最为广泛的,而且用这个方法制备出的SiC纯度非常得高。此法是通过H,等载气把反应物带入反应室中的,然后在过渡金属的催化作用下,在石墨、单晶硅、碳化硅基体上生成SiCw。(2)CVD法:以有机硅化物为原料,如以Si(CH)CICH SiCl,等为反应物,加热至1100-1500℃使之发生热分解或者用氢还原反应物来制备SiCw。(3)电弧放电法:以含催化剂(铁)的碳化硅棒为阳极,以石墨为阴极,在低气压下发生电弧放电反应合成SiCw。用这种方法生成的SiCw,直径一般在20-60nm之间,表面很光滑,而且在SiCw的顶端还有Fe纳米粒子的存在。此法所用到的原料都很常见而且设备简单、成本也不高,有大批量生产SiCw的潜力。