生態壓力

[拼音]:tanhuagui

[外文]:silicon carbide

化學式SiC。為無色立方或六方晶體,表面氧化或含雜質時呈藍黑色。碳化矽具有由矽原子和碳原子構成的三維空間結構,每一個原子被其他四個原子包圍。SiC有多種變體,結構大多是金剛石、閃鋅礦和纖維礦晶格。具有金剛石結構的SiC變體,俗稱金剛砂,其密度為3.217克/釐米3,硬度接近金剛石;具有高熱穩定性,隔絕空氣加熱到2700℃才昇華分解;在空氣或水蒸氣中加熱到1000℃開始氧化,表面形成二氧化矽保護層。

碳化矽在高溫下能被氯氣和鉻酸鹽等氧化劑強烈氧化,它對氫氟酸水溶液和濃硫酸穩定,對濃氫氟酸與硝酸的混合酸或磷酸不穩定。在空氣存在下,碳化矽能被溶融的鹼分解:

SiC+2NaOH+2O2─→Na2SiO3+CO2+H2O

SiC+Na2CO3+O2─→Na2SiO3+2CO2

在高溫下,碳化矽具有還原性,能使一些金屬氧化物或矽酸鹽還原成金屬,甚至形成矽和金屬的化合物或合金。例如,1600℃時,碳化矽與氧化鋁反應, 生成鋁矽合金:

Al2O3+3SiC─→2Al+3Si+3CO

碳化矽在 1500℃ 時與三氧化二鐵反應生成矽化鐵,在1400℃與二氧化錫反應生成金屬錫。此外, 碳化矽還會被熔融的冰晶石分解。

在1400~1800℃高溫下,將純矽和碳直接化合,或將CH3SiCl3在氫氣中熱分解,均可製得較純的碳化矽。工業上採用二氧化矽與碳在2000℃高溫下反應來製取金剛砂:

SiO2+3C─→SiC+2CO

金剛砂主要用作磨蝕劑,用於砂輪;也可用作高溫電爐中的電熱棒(碳矽棒)和耐火材料。

參考文章

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