什么是碳化硅？有什么特征？用途介绍

1.什么是碳化硅

碳化硅是一种目前应用比较广泛的化合物，分子式为SiC，C/Si比为1，其误差不超过10-5%。它分为人工合成碳化硅和天然碳化硅。天然碳化硅称为碳硅石,主要赋存于金伯利岩及火山角闪岩中,但其量甚少，没有开采价值。

2.碳化硅的特征

(1)硬度：碳化硅硬度大，一般来说是硬而脆，可用作研磨材料。作为磨料使用的碳化硅颗粒在研磨时碎裂形成新的破碎面，由此再进行研磨，如此反复而获得更高的研磨效率。其缺点是，经过烧结制成陶瓷则很难加工，因为脆所以作为产品使用时容易损坏。

(2)耐热性：碳化硅熔点高，耐热性能好。

(3)导热性：一般来说碳化硅的导热率取决于碳化硅结晶颗粒中杂质的含量，杂质越少导热率越高。

(4)刚性(弹性率)：碳化硅陶瓷的弹性率很高，超过400GPa，仅次于碳化硼(B4C)，是不锈钢(约200GPa)的2倍。

(5)导电性：利用艾奇逊法生产的碳化硅粉末含有固溶N，所以具有半导性，体积电阻涉及范围很广。

3.碳化硅的用途

(1)耐火材料：在耐火材料应用方面，面向粗钢生产的占绝大多数，据推测耐火材料中使用的碳化硅粉末大约80%是面向粗钢生产。作为耐火砖，粗钢生产中混铁车使用Al2O3-SiC-C质砖，高炉炉墙使用碳化硅质砖。除了粗钢生产外，焚烧炉也使用碳化硅质砖。

(2)脱氧和加碳材料(炼铁、铸造等)：面向炼铁和铸造行业一般是为了加碳、加硅、升温、脱氧的目的而使用的。作为硅源使用时是与硅铁竞争，但是使用碳化硅时具有的优点是：物理性好(提高抗拉强度和切削性等);杂质(Al、S、N)少;碳化硅90%的场合硅量是63%，C量是27%左右，具有加碳效果(合格率是因生产方法而异，理论上用碳化硅能够补充加碳材料的1/3)。

作为碳源使用时是与加碳材料(固定碳90%以上)竞争。使用碳化硅可以期待能够削减成本。

(3)研磨材料(颗粒磨料、固体磨石)：碳化硅分为黑碳化硅和绿碳化硅，作为颗粒磨料和固体磨石的原料使用。

(4)陶瓷(机械零件)：除了具有很高的耐热性和耐蚀性外，碳化硅还具有很高的比刚性，作为金属(不锈钢等)的替代材料也可用于半导体生产装置的零部件。利用其热膨胀低、刚性高的特性作为超精密定位装置的材料使用。

碳化硅滑动性好，在受热和腐蚀环境中可作为密封材料(机械密封)使用。

(5)过滤器：可作为清除柴油车尾气颗粒物的过滤器原料使用。由于捕集到的颗粒物需要定期燃烧清理，温度很高，所以要求具有耐热性，故使用碳化硅。

(6)填料(放热、耐磨等)：利用高导热性的特性，应用于放热材料。具体用法有金属和树脂添加碳化硅制成复合材料以及添加碳化硅提高漆面耐磨性等。

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