碳化硅的用途

碳化硅（SiC）是一种硬度极高的材料，用途广泛。你可能会在汽车的高性能 "陶瓷 "刹车盘，甚至是防弹背心的陶瓷板中见到碳化硅。

莫桑石是一种天然存在的稀有矿物，但自 1893 年起就被大量生产成粉末，用作磨料。此外，莫桑石还是在极端温度和电压条件下工作的半导体电子元件的重要组成部分。

高温耐火材料

碳化硅耐火材料是一种高性能材料，具有出色的强度、耐腐蚀性和热冲击稳定性。碳化硅耐火材料有砖块和衬里两种形式，可用于高温应用领域，如熔盐和酸性熔渣生产；其特点是在高达 15000 C 的温度下仍能抵抗软化，其熔点高达后者的熔点（黑碳化硅 [SiC] 是这些耐火材料的原材料）。

碳化硅（化学式为 SiC）是一种极其坚硬的合成结晶化合物，由硅和碳组成，天然存在于稀有矿物莫桑石中，1893 年开始大规模生产，用于工业和火箭发动机中的磨料和耐磨部件；此外，它还是发光二极管 (LED) 的半导体基板。

用粘土粘结的碳化硅耐火材料是高温应用的理想选择，因为粘结工艺可确保高温下的结构完整性，同时还能抵抗酸和其他腐蚀性材料。此外，这些价格相对低廉的耐火材料经长期使用证明非常耐用；通常采用蒸汽腐蚀试验进行测试（在将试样暴露于蒸汽中 500 小时之前对其进行拍照、称重和测量，以了解试样在如此极端的压力和温度下的性能如何）。

耐磨部件

碳化硅可用于各种耐磨应用。由于碳化硅具有超强的强度、硬度、耐久性、抗化学侵蚀性和耐温性，因此是抗钢材和冶金合金磨损的极佳材料，适用于替代轧钢机、砂泵、水力旋流器、破碎机或气缸衬管中的金属辊或部件。

非电解电镀的另一个优势是，它的应用更加一致，不会产生传统镀镍工艺中常见的不一致性，确保尖角和凹槽保持锋利，不会产生边缘堆积，而通孔几乎在任何几何形状下都不会受到干扰和改变。

碳化硅因其卓越的耐温性和独特的原子结构而在电子设备材料中脱颖而出，具有优异的半导体特性，非常适合电子设备制造。碳化硅的抗温度变化能力是半导体生产中常用材料硅的 10 倍，同时还具有抗热震性，并能承受极高的压力。碳化硅被广泛用作高压发电机功率半导体和混合动力及电动汽车充电系统车载充电器的重要元件，还可用于替代昂贵但对环境有害的锂电池。

半导体器件

纯碳化硅是一种电绝缘体，但如果加入杂质或掺杂剂，其导电性能就会发生变化，表现出半导电特性，既不允许自由电流流动，也不排斥自由电流。这些半导特性使碳化硅适用于制造在电路中放大、切换或转换信号的电子设备。

碳化硅器件具有宽带隙，可在比传统半导体更高的温度和频率下工作，因此适用于工业环境，与硅器件相比，能效显著提高。

碳化硅功率器件被广泛应用于轨道交通系统，以减少能量损耗并提高负载效率，同时还被用于太阳能逆变器和储能设备，以提高效率和可靠性。

碳化硅的市场动态不断变化，因为新的应用推动了碳化硅的扩张和需求。其应用领域包括电力电子工业、汽车和航空航天。由于电动汽车和 5G 基础设施以及快速充电站的需求不断增长，预计到 2021 年，电力电子行业的碳化硅市场增长将超过 27%。

化学加工

碳化硅（SiC）是一种非常坚硬的硅和碳的合成化合物，莫氏硬度为 9 级，硬度几乎与金刚石相当。碳化硅的应用范围很广，从喷砂和研磨等研磨加工过程到工业炉的耐磨部件、发光二极管生产基板的耐磨部件和发光二极管（LED）。

耐火材料还可用于复合材料，如防弹背心中的耐火材料。耐火材料的强度和耐久性使其能够承受子弹的高速撞击，而低中子截面率则使其免受辐射损伤。

反应结合和烧结都可用于制造碳化硅，每种方法都会在最终材料中产生不同的微观结构。反应键合碳化硅的生产方法是将碳化硅和碳的混合物与液态硅渗入压实物中，液态硅与碳反应形成更多的碳化硅颗粒，然后将最初的碳化硅颗粒粘合在一起。烧结碳化硅也可以使用混合了非氧化物烧结助剂的纯碳化硅粉末，在高温下加热直至凝固而制成。

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