碳化硅前驅體樹脂

⑴ 聚碳是什麼材料

聚碳硅烷是一類高分子化合物，其主鏈由硅和碳原子交替組成，硅和碳原子上連接有氫或有機基團，分子鏈為線形或枝化結構。聚碳硅烷是目前高技術新材料中新出現的先驅體高分子中最重要的化合物，主要用於制備碳化硅系列的高技術陶瓷材料，其中以碳化硅纖維最具代表性。

對聚碳硅烷研究興趣增長的一個主要因素是它們用作碳化硅前驅體的潛力，主要是用作連續陶瓷纖維源的潛力。

由此直接或間接地合成了許多新型聚碳硅烷。然而，近年來聚碳硅烷也變成了研究的焦點，但這部分的研究卻與發展陶瓷前驅體無關。這是因為人們逐漸認識到聚碳硅烷可作為一類在很廣闊的應用范圍內具有潛在用途的新型聚合物。

(1)碳化硅前驅體樹脂擴展閱讀

聚碳材料的社會背景：

雖然聚碳硅烷很早就被人們合成出來，但只到20世紀70年代，日本東北大學的矢島教授發現了新的合成方法並由此制備出在可極高溫度下長期使用的碳化硅纖維後才引起人們的注意。

現在聚碳硅烷除了制備纖維以外，已逐漸用於制備碳化硅陶瓷基復合材料等新的領域，並形成了很大的產業。目前只有日本、中國和美國可以生產。

矢島制備聚碳硅烷的路線是採用二氯二甲基硅烷作為初始原料，先通過鈉縮合製成聚二甲基硅烷，然後在高溫高壓下轉變為聚碳硅烷。

⑵ 碳化硅的化學性質

碳化硅其硬度介於剛玉和金剛石之間，機械強度高於剛玉，可作為磨料和其他某些工業材料使用。工業用碳化硅於1891年研製成功，是最早的人造磨料。在隕石和地殼中雖有少量碳化硅存在，但迄今尚未找到可供開採的礦源。 純碳化硅是無色透明的晶體。工業碳化硅因所含雜質的種類和含量不同，而呈淺黃、綠、藍乃至黑色，透明度隨其純度不同而異。碳化硅的硬度很大，具有優良的導熱性能，是一種半導體，高溫時能抗氧化。

隨著工業的發展和科學技術的進步，碳化硅的非磨削用途在不斷擴大，在耐炎材料方面用於製作各種高級耐炎製品，如墊板、歷察出鐵槽、坩鍋熔池等；枯旦在冶金工業上作為煉鋼脫沒爛擾氧劑，可以節電，縮短冶煉時間，改善操作環境；在電氣工業方面利用碳化硅導電、導熱及抗氧化性來製造發熱元件。碳化硅的燒結製品可作固定電阻器，在工程上還可作防滑防腐蝕劑。碳化硅與環氧樹脂混合可塗在耐酸容器中、蝸輪機葉片上起防腐耐磨作用。

⑶ 我要建一個碳化硅的廠，急需碳化硅的原料、生產、用途、市場方面的資料！

概述

碳化硅（SiC）為由硅與碳相鍵結而成的陶瓷狀化合物，碳化硅在大自然也存在罕見的礦物，莫桑石。

碳化硅又稱金鋼砂或耐火砂。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料在電阻爐內經高溫冶煉而成。目前我國工業生產的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種，均為六方晶體，比重為3.20～3.25，顯微硬度為2840～3320kg/mm2。

包括黑碳化硅和綠碳化硅，其中：黑碳化硅是以石英砂,石油焦和優質硅石為主要原料,通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介於剛玉和金剛石之間,機械強度高於剛玉,性脆而鋒利。綠碳化硅是以石油焦和優質硅石為主要原料,添加食鹽作為添加劑，通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介於剛玉和金剛石之間,機械強度高於剛玉。常用的碳化硅磨料有兩種不同的晶體，一種是綠碳化硅，含SiC97%以上，主要用於磨硬質含金工具。另一種是黑碳化硅，有金屬光澤，含SiC95%以上，強度比綠碳化硅大，但硬度較低，主要用於磨鑄鐵和非金屬材料。

【性質】

分子式為SiC，其硬度介於剛玉和金剛石之間，機械強度高於剛玉，可作為磨料和其他某些工業材料使用。工業用碳化硅於1891年研製成功，是最早的人造磨料。在隕石和地殼中雖有少量碳化硅存在，但迄今尚未找到可供開採的礦源。

純碳化硅是無色透明的晶體。工業碳化硅因所含雜質的種類和含量不同，而呈淺黃、綠、藍乃至黑色，透明度隨其純度不同而異。碳化硅晶體結構分為六方或菱面體的α-SiC和立方體的β-SiC(稱立方碳化硅)。α-SiC由於其晶體結構中碳和硅原子的堆垛序列不同而構成許多不同變體，已發現70餘種。β-SiC於2100℃以上時轉變為α-SiC。

碳化硅的工業製法是用優質石英砂和石油焦在電阻爐內煉制。煉得的碳化硅塊，經破碎、酸鹼洗、磁選和篩分或水選而製成各種粒度的產品。

碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用的基本品種，都屬α-SiC。①黑碳化硅含SiC約98.5％，其韌性高於綠碳化硅，大多用於加工抗張強度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等。②綠碳化硅含SiC99％以上，自銳性好，大多用於加工硬質合金、鈦合金和光學玻璃，也用於珩磨汽缸套和精磨高速鋼刀具。此外還有立方碳化硅，它是以特殊工藝製取的黃綠色晶體，用以製作的磨具適於軸承的超精加工，可使表面粗糙度從Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米。

碳化硅由於化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好，除作磨料用外，還有很多其他用途，例如：以特殊工藝把碳化硅粉末塗布於水輪機葉輪或汽缸體的內壁，可提高其耐磨性而延長使用壽命1～2倍；用以製成的高級耐火材料，耐熱震、體積小、重量輕而強度高,節能效果好。低品級碳化硅（含SiC約85％）是極好的脫氧劑，用它可加快煉鋼速度，並便於控制化學成分，提高鋼的質量。此外，碳化硅還大量用於製作電熱元件硅碳棒。

碳化硅的硬度很大，具有優良的導熱性能，是一種半導體，高溫時能抗氧化。

【用途】

(1)作為磨料，可用來做磨具，如砂輪、油石、磨頭、砂瓦類等。

(2)作為冶金脫氧劑和耐高溫材料。

碳化硅主要有四大應用領域,即:功能陶瓷、高級耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供應,不能算高新技術產品,而技術含量極高的納米級碳化硅粉體的應用短時間不可能形成規模經濟。

(3)高純度的單晶，可用於製造半導體、製造碳化硅纖維。

【產地、輸往國別及品質規格】

(1)產地：河南、青海、寧夏、四川、貴州、湖北丹江口等地。

(2)輸往國別：美國、日本、韓國、及某些歐洲國家。

(3)品質規格：

①磨料級碳化硅技術條件按GB/T2480—96。各牌號的化學成分由表6-6-47和表6-6-48給出。

②磨料粒度及其組成按GB/T2477—83。磨料粒度組成測定方法按GB/T2481—83。

碳化硅纖維siliconcarbidefibre

以有機硅化合物為原料經紡絲、碳化或氣相沉積而製得具有β-碳化硅結構的無機纖維,屬陶瓷纖維類。從形態上分有晶須和連續纖維兩種。晶須是一種單晶，碳化硅的晶須直徑一般為0.1～2um,長度為20～300um，外觀是粉末狀。連續纖維是碳化硅包覆在鎢絲或碳纖維等芯絲上而形成的連續絲或紡絲和熱解而得到純碳化硅長絲。連續絲於1973年由美國阿芙科公司投產，長絲則於1980年由日本碳公司建成試生產裝置，1985年生產能力已達24t,美國埃克森化學公司和日本東海碳素公司等則生產晶須，東海碳素公司的年生產能力為24t。

碳化硅纖維的最高使用溫度達1200℃，其耐熱性和耐氧化性均優於碳纖維，強度達1960～4410MPa，在最高使用溫度下強度保持率在80％以上，模量為176.4～294GPa，化學穩定性也好。

碳化硅長絲的製造過程是將聚硅烷在400℃以上,發生熱轉位反應，使側鏈上的甲基以亞甲基的形式，導入主鏈的硅-硅間，形成聚碳硅烷,然後通過干法紡絲或熔體紡絲製成纖維。為防止纖維在碳化過程中發生熔融粘接，須先在較低溫度下作不熔化處理。不熔化纖維在真空或惰性氣體中加熱至1200～1500℃，側鏈的甲基與氫同時脫出後只留下硅-碳的骨架成分，並形成β-碳化硅結構的纖維。最後進行上漿處理及集束卷繞。上漿劑的種類視最終用途而定，用於增強塑料時上漿劑可選用環氧樹脂，增強金屬及陶瓷時則要求進一步在較低溫度下將上漿劑熱分解掉。

碳化硅纖維主要用作耐高溫材料和增強材料，耐高溫材料包括熱屏蔽材料、耐高溫輸送帶、過濾高溫氣體或熔融金屬的濾布等。用做增強材料時，常與碳纖維或玻璃纖維合用，以增強金屬（如鋁）和陶瓷為主，如做成噴氣式飛機的剎車片、發動機葉片、著陸齒輪箱和機身結構材料等，還可用做體育用品，其短切纖維則可用做高溫爐材等。

由—碳化硅細晶粒組成的連續纖維，可用氣相沉積或紡絲燒結法製造。

黑碳化硅

黑碳化硅是以石英砂和石油焦碳為主要原料，在電阻爐內經高溫冶煉而成。呈黑色結晶，顯微硬度9.5。

性脆而鋒利，並具有一定的導電性和導熱性，製成的磨具，適於磨削鑄鐵、有色金屬及橡膠、皮革、塑料、木材、礦石等非金屬材料。此外，還可製作高級耐火材料，還可以做塗料填充劑等。

粒度范圍化學成分（重量百分比%）

SIC不少於F.C不多於Fe2O3不多於

4#-90#97.000.651.00

100#-240#97.000.601.00

JIS#240-JIS#150096.500.701.00

JIS#2000-JIS#800096.000.701.00

色澤是綠色；硬度高，它要比玻璃硬的多，能當玻璃刀使用；在顯微鏡下看成晶體，粒度大小均勻，碳化硅的含量一般在98%以上的為優質碳化硅。

碳化硅磚碳化硅磚

siliconcarbidebrick

以SiC為主要原料製成的耐火材料。含SiC72％～99％。分為黏土結合、Si3N4結合、Sialon結合、β-SiC結合、Si2ON2結合和重結晶等碳化硅磚。

碳化硅磚熱導率高，有良好的耐磨性、抗熱震性、耐侵蝕性。可用於鋁電解槽內襯、熔融鋁導管和陶瓷窯用窯具、大中型高爐爐身下部、爐腰和爐腹、鋁精煉爐爐襯、鋅蒸餾罐襯等。

碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷

siliconcarbideceramics

以碳化硅SiC為主要成分的陶瓷。

SiC陶瓷不僅具有優良的常溫力學性能，如高的抗彎強度、優良的抗氧化性、良好的耐腐蝕性、高的抗磨損以及低的摩擦系數，而且高溫力學性能(強度、抗蠕變性等)是已知陶瓷材料中最佳的。熱壓燒結、無壓燒結、熱等靜壓燒結的材料，其高溫強度可一直維持到1600℃，是陶瓷材料中高溫強度最好的材料。抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中最好的。SiC陶瓷的缺點是斷裂韌性較低，即脆性較大，為此近幾年以SiC陶瓷為基的復相陶瓷，如纖維(或晶須)補強、異相顆粒彌散強化、以及梯度功能材料相繼出現，改善了單體材料的韌性和強度。SiC陶瓷在石油、化工、微電子、汽車、航天、航空、造紙、激光、礦業及原子能等工業領域獲得了廣泛的應用。