「碳化硅」碳化硅的性能及用途

今天我们来聊聊碳化硅,以下6个关于碳化硅的观点希望能帮助到您找到想要的新能源资讯。

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碳化硅是什么材料

碳化硅又名碳硅石、金刚砂，是第三代半导体材料代表之一，是一种无机物，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）等原料通过电阻炉高温冶炼而成。

利用碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性，碳化硅一方面可用于各种冶炼炉衬、高温炉窑构件、碳化硅板、衬板、支撑件、匣钵、碳化硅坩埚等。

另一方面可用于有色金属冶炼工业的高温间接加热材料，如竖罐蒸馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、铜熔化炉内衬、锌粉炉用弧型板、热电偶保护管等；用于制作耐磨、耐蚀、耐高温等*碳化硅陶瓷材料；还可以制作火箭喷管、燃气轮机叶片等。

碳化硅的种类

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。

碳化硅是什么材料？

碳化硅是石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生产绿色碳化硅时需要加食盐）等原料通过电阻炉高温冶炼而成。

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。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。

物质特性

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，莫氏硬度为9.5级，仅次于世界上最硬的金刚石（10级），具有优良的导热性能，是一种半导体，高温时能抗氧化。

碳化硅是什么材料？

碳化硅，是一种无机物，化学式为SiC，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。在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。

中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。

物质结构：

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。

碳化硅是什么材料？

碳化硅-无机非金属材料。

金刚砂又名碳化硅（SiC）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，莫桑石鯠。

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。目前中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。

碳化硅是由美国人艾奇逊在1891年电熔金刚石实验时，在实验室偶然发现的一种碳化物，当时误认为是金刚石的混合体，故取名金刚砂。

1893年艾奇逊研究出来了工业冶炼碳化硅的方法，也就是大家常说的艾奇逊炉，一直沿用至今，以碳质材料为炉芯体的电阻炉，通电加热石英SIO2和碳的混合物生成碳化硅。

碳化硅的性能及用途是什么？

性能：碳化硅以大约250种晶体形式存在。由于碳化硅拥有一系列相似晶体结构的同质多型体使得碳化硅具有同质多晶的特点。这些多晶型的晶体结构在两个维度上相同，在第三个维度上不同。因此，它们可以被视为按一定顺序堆叠的层。

用途： 磨料和切割工具。碳化硅磨片。

由于碳化硅的耐用性和低成本，在现代宝石加工中作为常用磨料使用。因其较高的硬度，在制造行业中也用于磨削加工过程，如金刚砂砂轮、砂纸、研磨膏等。

制备：

七彩碳化硅，彩虹般的光泽则是其表面产生的二氧化硅钝化层所致。

由于自然界中的莫桑石非常罕有，所以碳化硅多为人造。制造碳化硅最常见的方法是将细的二氧化硅颗粒与焦炭混合，并置入石墨电阻炉中，加热到1600至2500°C之间便可制得碳化硅。

另一种方法是将纯净的二氧化硅颗粒放置在植物性材料（比如谷壳）中，通过热分解有机质材料生成的碳还原二氧化硅产生硅单质，随后多余的碳与单质硅反应产生碳化硅。此外，还可以利用生产金属硅化物和硅铁合金的副产物硅灰与石墨混合，在1500°C的条件下用石墨加热转化成碳化硅。

碳化硅的性能及用途是什么?

碳化硅在众多领域的应用大多是它的五类产品的应用体现，即先进陶瓷、耐火材料、磨料磨具、半导体器件及冶金原料。

1、力学性能：高硬度（克氏硬度为3000kg/mm2），可以切割红宝石；高耐磨性，仅次于金刚石。

2、热学性能：热导率超过金属铜，是Si的3倍，是GaAs的8～10倍，散热性能好，对于大功率器件非常重要。SiC的热稳定性较高，在常压下不可能熔化SiC。

3、化学性能：耐腐蚀性非常强，室温下几乎可以抵抗任何已知的腐蚀剂。SiC表面易氧化生成SiO2薄层，能防止其进一步氧化，在高于1700℃时，这层氧化膜熔化并迅速发生氧化反应。

4、电学性能：4H-SiC和6H-SiC带隙约是Si的3倍，是GaAs的2倍；其击穿电场强度高于Si一个数量级，饱和电子漂移速度是Si的2.5倍。4H-SiC的带隙比6H-SiC更宽。下表为几种半导体材料特性比较。

碳化硅的特点

在碳化硅中，Si-C间的平均键能为3000kJ/mol，由于具有强的共价键结构，碳化硅具有许多优良的性能，比如耐高温、高硬度、高强度、低热膨胀系数、优良的抗热震性、高热传导率、抗蠕变性和化学稳定性等。

在高温下(不超过1600℃)，碳化硅的强度几乎不降低，能够保持良好的键合强度，适用于高压高温、磨损、辐射、腐蚀等一些条件比较严酷的工业领域。碳化硅在功能陶瓷和高级耐火材料的制备中可以作为原料，也可以作为冶金行业的原料，还可以用于磨料使用。

以上内容参考 百度百科-碳化硅

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