Question

我想知道氧化锆、碳化硅和氧化铝 他们的物理性质和化学性质越详细越好

Answer 1

氧化锆(ZrO2)
自然界的氧化锆矿物原料,主要有斜锆石和锆英石.锆英石系火成岩深层矿物,颜色有淡黄、棕黄、黄绿等,比重4．6—4．7,硬度7．5,具有强烈的金属光泽,可为陶瓷釉用原料.
白色重质无定形粉末或单斜结晶.无臭.无味.在1100℃以上形成四方晶体,在1900℃以上形成立方晶体.一般常含有少量二氧化铪,与碳酸钠共熔生成锆酸钠,锆酸钠遇水能水解成氢氧化钠和几乎不溶于水的氢氧化锆.溶于2份硫酸和1份水的混合液中,微溶于盐酸和硝酸,慢溶于氢氟酸,几乎不溶于水.相对密度5.85.熔点2680℃.沸点4300℃.折光率2.2.半数致死量(小鼠,腹腔)37mg/kg.有刺激性.
碳化硅
碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成.碳化硅在大自然也存在罕见的矿物,莫桑石.碳化硅又称碳硅石.在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中,碳化硅为应用最广泛、最经济的一种.可以称为金钢砂或耐火砂.碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成.目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.20～3.25,显微硬度为2840～3320kg/mm2.
分子式为SiC,其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,可作为磨料和其他某些工业材料使用.工业用碳化硅于1891年研制成功,是最早的人造磨料.在陨石和地壳中虽有少量碳化硅存在,但迄今尚未找到可供开采的矿源.
　　纯碳化硅是无色透明的晶体.工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同,而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色,透明度随其纯度不同而异.碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的 α-SiC和立方体的β-SiC(称立方碳化硅).α-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体,已发现70余种.β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC.碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制.炼得的碳化硅块,经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品.
　　碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种,都属α-SiC.①黑碳化硅含SiC约95%,其韧性高于绿碳化硅,大多用于加工抗张强度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等.②绿碳化硅含SiC约97%以上,自锐性好,大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具.此外还有立方碳化硅,它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体,用以制作的磨具适于轴承的超精加工,可使表面粗糙度从Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米.
　　碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,除作磨料用外,还有很多其他用途,例如：以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁,可提高其耐磨性而延长使用寿命1～2倍；用以制成的高级耐火材料,耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好.低品级碳化硅（含SiC约85%）是极好的脱氧剂,用它可加快炼钢速度,并便于控制化学成分,提高钢的质量.此外,碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒.
　　碳化硅的硬度很大,具有优良的导热性能,是一种半导体,高温时能抗氧化.
氧化铝
又称三氧化二铝,分子量102,通常称为“铝氧”,是一种白色无定形粉状物,俗称矾土.
白色结晶性粉末.无臭.无味.质极硬.易吸潮而不潮解.溶于浓硫酸,缓慢溶于碱液中形成氢氧化物,几乎不溶于水及非极性有机溶剂.相对密度(d204)4.0.熔点约2000℃.
式量 101.96 amu 熔点 2303 K
　　沸点 3250 K
　　真密度 3.97 g/cm3
　　松装密度：0.85g/mL（325目~0）0.9g/mL（120目~325目）
　　晶体结构 三方晶系 (hex)
　　导电性 常温状态下不导电
　　热化学属性
　　ΔfH0liquid 1620.57 kJ/mol
　　ΔfH0solid 1675.69 kJ/mol
　　S0liquid,1 bar 67.24 J/mol·K
　　S0solid 50.9 J/mol·K
电解氧化铝
　　工业化大规模生产电解铝的主要工艺过程是一个熔盐电化学过程,用简单的化学式可表示如下：
　　熔盐电解
　　主反应：Al2O3+2C ——————→ 2Al+CO2↑+CO↑ （1）
　　阳极 960～990℃ 阴极
　　副反应：AlF3+C→Al+CF3 （2）
　　Na3AlF3+C →Al+NaF+CF4+F2 （3）
　　NaF+C → Na+CF4 （4）