什么是碳化硅？有什么特征？用途介紹

1.什么是碳化硅

碳化硅是一種目前應用比較廣泛的化合物，分子式為SiC，C/Si比為1，其誤差不超過10-5%。它分為人工合成碳化硅和天然碳化硅。天然碳化硅稱為碳硅石,主要賦存于金伯利巖及火山角閃巖中,但其量甚少，沒有開采價值。

2.碳化硅的特征

(1)硬度：碳化硅硬度大，一般來說是硬而脆，可用作研磨材料。作為磨料使用的碳化硅顆粒在研磨時碎裂形成新的破碎面，由此再進行研磨，如此反復而獲得更高的研磨效率。其缺點是，經過燒結制成陶瓷則很難加工，因為脆所以作為產品使用時容易損壞。

(2)耐熱性：碳化硅熔點高，耐熱性能好。

(3)導熱性：一般來說碳化硅的導熱率取決于碳化硅結晶顆粒中雜質的含量，雜質越少導熱率越高。

(4)剛性(彈性率)：碳化硅陶瓷的彈性率很高，超過400GPa，僅次于碳化硼(B4C)，是不銹鋼(約200GPa)的2倍。

(5)導電性：利用艾奇遜法生產的碳化硅粉末含有固溶N，所以具有半導性，體積電阻涉及范圍很廣。

3.碳化硅的用途

(1)耐火材料：在耐火材料應用方面，面向粗鋼生產的占絕大多數，據推測耐火材料中使用的碳化硅粉末大約80%是面向粗鋼生產。作為耐火磚，粗鋼生產中混鐵車使用Al2O3-SiC-C質磚，高爐爐墻使用碳化硅質磚。除了粗鋼生產外，焚燒爐也使用碳化硅質磚。

(2)脫氧和加碳材料(煉鐵、鑄造等)：面向煉鐵和鑄造行業一般是為了加碳、加硅、升溫、脫氧的目的而使用的。作為硅源使用時是與硅鐵競爭，但是使用碳化硅時具有的優點是：物理性好(提高抗拉強度和切削性等);雜質(Al、S、N)少;碳化硅90%的場合硅量是63%，C量是27%左右，具有加碳效果(合格率是因生產方法而異，理論上用碳化硅能夠補充加碳材料的1/3)。

作為碳源使用時是與加碳材料(固定碳90%以上)競爭。使用碳化硅可以期待能夠削減成本。

(3)研磨材料(顆粒磨料、固體磨石)：碳化硅分為黑碳化硅和綠碳化硅，作為顆粒磨料和固體磨石的原料使用。

(4)陶瓷(機械零件)：除了具有很高的耐熱性和耐蝕性外，碳化硅還具有很高的比剛性，作為金屬(不銹鋼等)的替代材料也可用于半導體生產裝置的零部件。利用其熱膨脹低、剛性高的特性作為超精密定位裝置的材料使用。

碳化硅滑動性好，在受熱和腐蝕環境中可作為密封材料(機械密封)使用。

(5)過濾器：可作為清除柴油車尾氣顆粒物的過濾器原料使用。由于捕集到的顆粒物需要定期燃燒清理，溫度很高，所以要求具有耐熱性，故使用碳化硅。

(6)填料(放熱、耐磨等)：利用高導熱性的特性，應用于放熱材料。具體用法有金屬和樹脂添加碳化硅制成復合材料以及添加碳化硅提高漆面耐磨性等。

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