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碳化硅的抗氧化性和化学稳定性

作者 润泰环保 浏览 发布时间 19-07-14

  碳化硅的抗氧化性和化学稳定性

  碳化硅的化学性质中最重要的是它的抗氧化性能。碳化硅在空气中加热到1000℃以上时,仅在其表面氧化,生成一层二氧化硅薄膜。这层二氧化硅薄膜能阻碍氧向碳化硅内部的扩展速度、限制了碳化硅的氧化。碳化硅的氧化速率随着时间的推移而减慢,使得碳化硅有较好的抗氧化性。在1300℃时薄膜层二氧化硅开始有方石英析出,晶型的转变引起薄膜层开裂,从而氧化速度有所增加。在1500~1600℃时,由于SiO2层的增厚,限制了氧化作用,使得碳化硅能在1600℃的高温下长期稳定地使用。超过1627℃时,将发生如下反应:2SiO2+SiC→3SiO+CO以及SiO2的蒸发,使SiO2保护层受到破坏,这时碳化硅的氧化作用又会迅速进行。因此1627℃是碳化硅材料的最高工作温度。

  当氧化剂是水蒸气、二氧化碳时,碳化硅的氧化情况与在空气中类似,只不过在1627℃以下时,对SiC的氧化速率要小些。当温度超过1627℃时,这种较慢的氧化速率反倒促进了氧化反应的有利因素。因为,这时碳化硅上的SiO2薄膜生成速度小于SiO2与SiC的反应速度,即SiO2刚生成就遭到破坏。