碳化硅陶瓷的概述

碳化硅陶瓷 （SiC）是一种含有硅和碳的特种陶瓷材料。它作为极其稀有的矿物莫桑石存在于自然界中。合成SiC 粉末自 1893 年以来已大量生产，用作磨料。碳化硅颗粒可以通过烧结结合在一起形成非常坚硬的陶瓷。随着现代国防、核能与航天技术、汽车工业、海洋工程的快速发展，对材料的要求越来越高。开发各种新型高性能结构材料迫在眉睫。

碳化硅陶瓷材料具有高温强度高、耐磨性好、热膨胀系数小、硬度高、抗热冲击、耐化学腐蚀等诸多优良特性，因此广泛应用于汽车、机械、化工等行业。 环保、空间技术、信息电子、能源等领域。碳化硅已成为不可替代的结构陶瓷，在许多工业领域具有优异的性能。

具体来说，碳化硅陶瓷在石油化工行业已广泛用作耐腐蚀容器和管道，在机械工业中也已成功应用于各种轴承、刀具和机械密封件等。除此之外，碳化硅还被认为是未来在航空航天和汽车行业生产燃气轮机、火箭喷嘴和发动机部件的最有希望的候选者。

化学性：当氧气反应中的温度达到1300℃时，碳化硅晶体表面会形成一层二氧化硅保护层。随着保护层的增厚，内部的碳化硅被抵抗继续结合，使碳化硅具有良好的抗化学性。在耐酸、耐碱、耐化合物方面，碳化硅由于有二氧化硅保护膜的作用，耐酸能力强，耐碱能力差。

物理性：各种碳化硅晶体的密度相近，通常为3.20 g/mm³。碳化硅的硬度为9.5莫氏，努氏硬度为2670-2815公斤/毫米，在磨料中高于刚玉，仅次于金刚石、立方氮化硼和碳化硼。碳化硅陶瓷的导热系数和抗热震性非常高，热膨胀参数小，因此碳化硅陶瓷是一种优质的耐火材料。

电气特性；工业恒温碳化硅陶瓷是一种半导体，属于杂质导电性。高纯碳化硅的内阻随温度升高而降低。不同杂质的碳化硅导电率也不同。

亲水性好；碳化硅是一种具有强共价键的化合物。根据鲍林的电负性计算，SiC中Si-C键的离子性质只有12%左右。因此，碳化硅硬度高、弹性模量大、耐磨性好。值得指出的是，碳化硅表面形成的二氧化硅层会抑制碳化硅氧化时氧的进一步扩散，因此氧化率较低。

碳化硅陶瓷主要应用领域有四大：功能陶瓷、高级耐火材料、磨料和冶金原料。碳化硅原料可以大批量供应，不能算是高科技产品，技术含量极高的纳米碳化硅微粉的应用也无法在短时间内形成规模经济。作为磨料，可作磨具，如砂轮、油石、磨头、砂瓦等；作为冶金脱氧剂和耐高温材料；一种可用于制造半导体和制造碳化硅纤维的高纯度单晶。

主要用途：用于3-12寸单晶硅、多晶硅、砷化钾、石英晶体等线切割。太阳能光伏产业、半导体产业、压电晶体产业工程加工材料。用于半导体、避雷针、电路元件、高温应用、紫外线探测器、结构材料、天文学、盘式制动器、离合器、柴油微粒过滤器、灯丝高温计、陶瓷膜、切割工具、加热元件、核燃料、珠宝、钢铁、护具、催化剂载体等领域。

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