碳化硅概述

      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。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用比较广泛、经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。碳化硅又称碳硅石、金刚砂、耐火砂，是用石英砂、石油焦、木屑等原料在电阻炉中经高温冶炼而成。碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种：①黑碳化硅含SiC约95％，其韧性高于绿碳化硅，黑碳化硅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SiC98％以上，自锐性好，绿碳化硅用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃，绿碳化硅用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。

碳化硅特点

       1、碳化硅颗粒可以增加石墨形核核心，增强石墨形核能力。降低铁水的过冷度、降低铸件白口倾向。

       2、良好的脱氧效果，净化铁水。3.延长炉衬使用寿命。

       3、减少灰铸铁中的过冷石墨，促使A型石墨的生成。

       4、在球铁生产中加入可增加石墨球数、提高球化率，使石墨球更加圆整细小，并可减少球化剂的加入量。

碳化硅理化指标

碳化硅性能

       1、碳化硅主要有两种结晶形态：b-SiC和a-SiC。b-SiC为面心立方闪锌矿型结构，晶格常数a=0.4359nm。a-SiC是SiC的高温型结构，属六方晶系，它存在着许多变体。

       2、碳化硅的折射率非常高：在普通光线下为2.6767~2.6480.各种晶型的碳化硅的密度接近，a-SiC一般为3.217g/cm3，b-SiC为3.215g/cm3.纯碳化硅是无色透明的，工业SiC由于含有游离Fe、Si、C等杂质而成浅绿色或黑色。绿碳化硅和黑碳化硅的硬度在常温和高温下基本相同。

       3、SiC热膨胀系数不大：在25~1400℃平均热膨胀系数为4.5×10-6/℃。碳化硅具有很高的热导率，500℃时为64.4W/(m·K)。常温下SiC是一种半导体。

       用碳化硅做光电器件衬底主要挑战是成本仍相对较高、技术门槛较高和专利技术不足，面临着行业垄断者的专利威胁。不过LED市场有高中低端之分，碳化硅衬底LED定位在高端。大功率LED市场需求巨大，碳化硅材料性能优越，具有功率大、能耗低、发光效率高等显著优势，可以很好满足大功率LED需求。

碳化硅的用途

       1、有色金属冶炼工业的应用。用碳化硅具有耐高温，强度大，导热性能良好，抗冲击，作高温间接加热材料，如坚罐蒸馏炉，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。

       2、钢铁行业方面的应用。利用碳化硅的耐腐蚀，抗热冲击耐磨损，导热好的特点，用于大型高炉内衬提高了使用寿命。

       3、冶金选矿行业的应用。碳化硅硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能，是耐磨管道、叶轮、泵室、旋流器、矿斗内衬的理想材料，其耐磨性能是铸铁、橡胶使用寿命的5—20倍，也是航空飞行跑道的理想材料之一。

       4、建材陶瓷,砂轮工业方面的应用。利用其导热系数，热辐射，高热强度大的特性，制造薄板窑具，不仅能减少窑具容量，还提高了窑炉的装容量和产品质量，缩短了生产周期，是陶瓷釉面烘烤烧结理想的间接材料。

       5、节能方面的应用。利用良好的导热和热稳定性，作热交换器，燃耗减少20%，节约燃料35%，使生产率提高20-30%，特别是矿山选厂用排放输送管道的内放，其耐磨程度是普通耐磨材料的6—7倍。

      综上所述，碳化硅材料优异的性能，已为人们所认识，得到广泛应用。目前，高性能的碳化硅材料还处于研制开发阶段，从发挥碳化硅的优良性能，降低成本的目的出发，充分掌握材料组成、显微结构和性能之间的关系，是日后进行生产的保证，随着研究不断深入，其应用领域还将逐步拓展，市场前景极其广阔。