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碳化硅
碳化硅晶须 (Silicon carbide powder , whisker)
产品编号:1404006
CAS号:409-21-2
分子式:SiC
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产品参数
产品详情
福斯曼碳化硅晶须产品(详情点击产品编号)
晶型主要为β-碳化硅纯度高,长径比大、表面光洁度高、直径率高、晶须中颗粒含量少,具有高强、高模等诸多优良的机械性能。
如其他规格要求,可以接受定制。
文名称 英文名称 产品编号 产品规格 纯度(%) CAS
碳化硅晶须 Silicon carbide powder , whisker (β-SiC) 1404006 Φ 500 nm linear:12 μm 99% 409-21-2
1404024 Φ 7 μm linear:70 μm
Silicon carbide powder , whisker (SiC) 1404045 Φ 1.5 μm linear:18 μm
技术优势:

l  SiCw晶须含量高(基本为SiCw纯晶须)

l  直径较大(~ 500 nm)、直径分布窄

l  直晶率高(~100%)

l  长度均匀(~12μm)

l  纯度高(SiC含量大于99wt%)

l 具有优良的易分散性与抗氧化性

指标

分析数据

形态

晶须

直径, nm

~ 500

长度, μm (D50)

~ 12

SiC含量, wt%

> 99wt%

碳含量,wt%

< 0.25wt%

氧化硅,wt%

<0.75wt%

主要用途:
1.作为增强组元加入塑料基体、金属基体或陶瓷基体起到增强和增韧的作用;
2.利用Sic材料的高热导、高绝缘性、在电子工业中作大规模集成电路的基片和封装材料;
3.作为信息光学材料在电视显示、现代通信、网络等领域具有很高的应用价值;
4.在航空航天工业工业部门具有特殊作用,主要是在飞机、导弹的外壳上的应用以及发动机、高温涡轮转子、特种部件的应用。
应用举例:
1:在C/C复合材料抗氧化涂层中的应用
碳/碳(C/C)复合材料是新型高温结构材料,但是在使用环境气氛中容易破坏,用SiCw增韧C/C复合材料高温氧化防护的涂层中,不仅能使SiCw与基体的层间剪切强度提高,而且可以使其内部裂纹的扩展得到缓冲或阻止。研究表明,有SiCw涂层C/C复合材料在空气中氧化后的质量损失0.7%,没有涂层的质量损失高达15%12。
2: 增韧Si3N4陶瓷及对其热震性的影响
Si3N4陶瓷在高温结构材料领域应用广泛,但其脆性使其应用受到一定限制。所以Si3N4研究的主要方向是提高韧性。SiCw对减少热冲击导致裂纹扩展起着重要作用,研究表明,复合材料中的SiCw和Si3N4颗粒的加入可大幅提高其断裂韧性、抗弯强度和维氏硬度。据分析为细晶强化和弥散强化的综合作用使复合材料增韧。
3: 增韧Al2O3陶瓷
研究表明,在氧化铝基材料中加入20 wt%的SiCw,可以将材料的断裂韧性从不足3.0 MPa·m1/2增加到8.5 MPa·m1/2,将其抗折强度从 400 MPa 提高到约800 MPa16。
4:增强环氧树脂基复合材料导热性能
环氧树脂(ER)广泛用于机械、涂料、电子电气、化工以及航天航空等领域。SiCw作为一种共价化合物,可作为ER的填料,以满足电子元器件的高性能化、微型化、高电绝缘、高导热、低膨胀性等工作环境要求。研究表明,随SiCw含量增加,SiCw/ER复合材料导热系数增大。此外,SiCw可有效降低ER的玻璃化温度。不过,随着添加率的升高,冲击强度和弯曲强度呈先升后降的趋势。
5:高温涂层增韧
加入适量SiCw可有效提供高温涂层的韧性,抑制涂层开裂。本公司开发的SiCw具有出色的抗氧化效果,能适应涂层使用的苛刻环境,已经成功在某研究院进行中试实验。
推荐工艺
1 SiCw分散
分散SiCw时,取去离子水、超纯水的质量比一般选择1:20至1:50,浆料上层无明显的液相层存在为宜。浆料用机械搅拌或砂磨分散方式进行分散,时间为1-7小时为宜,并且应当持续观察,使浆料均匀分散。
2 SiCw添加量
普通陶瓷基复合材料中,一般添加10 wt%以内的SiCw。具体工艺优化过程中,推荐从2 wt%开始,逐步实验、优化。根据实验实践,加入量并不一定越高越好,它与原料、材料尺寸、烧结制度相关,合理的加入量能够获得最佳的增韧效果。
3 SiCw与基体(陶瓷)粉末混合
向分散好的SiCw浆料中缓慢加入陶瓷粉体,继续分散1-12小时,推荐砂磨分散(塑料小球)或机械搅拌方式,采用球磨方式易导致晶须折断。
若SiCw与基体材料混合性较差时,可加入SiCw质量1%的六偏磷酸钠(或少量异丙醇/乙醇)作为分散剂,可提高混合均匀性。
砂磨或搅拌分散结束后应立即进行干燥脱水,把浆料倒入面积大的器皿中摊薄,增大面积易于蒸发脱水。更重要的是避免晶须与基体原料的分层,推荐干燥温度110-160℃。
4:SiCw增强陶瓷的烧制
将干燥后的混合料粉碎后过筛,得到原料粉体,加压成型后制成坯体。成型的坯体,在保护气氛下或封闭处理(避免晶须过度氧化),按照一定的烧成制度进行烧结。应根据未添加SiCw的烧结工艺适当调整,以获得最佳性能。致密的SiCw增韧陶瓷在空气中的实际使用温度可达1200℃以上。
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