碳化硅的主要成分是什么
碳化硅（又名：碳硅石、金钢砂或耐火砂），化学简式：SiC，是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成的一种耐火材料。碳化硅在大自然也存在于罕见的矿物，莫桑石中。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种。 我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2。 碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基该品种，都属α-SiC。①黑碳化硅含SiC约95%，其韧性高于绿碳化硅，大多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SiC约97%以上，自锐性好，大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。此外还有立方碳化硅，它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体，用以制作的磨具适于轴承的超精加工，可使表面粗糙度从Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米。 化学特性及用途： 碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除作磨料用外，还有很多其他用途，例如：以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁，可提高其耐磨性而延长使用寿命1～2倍；用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高，节能效果好。低品级碳化硅（含SiC约85%）是极好的脱氧剂，用它可加快炼钢速度，并便于控制化学成分，提高钢的质量。此外，碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。 碳化硅的硬度很大,莫氏硬度为9.5级，仅次于世界上最硬的金刚石（10级），具有优良的导热性能，是一种半导体，高温时能抗氧化。
立方碳化硅的β-SiC的基本性质表
性质 物理常数 性质 物理常数 熔点，K 2973℃（分解） 蒸发活化能，KJ/mol 244.5 摩尔热，J/（mol.K） 24.7(276K) 生成热，KJ/mol 111.8 线膨胀系数（373K） 6.58×10^-6 线膨胀系数（1173K） 2.98×10^-6 热导，J/（cml.s.k） 0.063～0.096 燃烧热，KJ/mol 30.343 密度g/cm 3.216 硬度(Mohs) 9.25-9.6 晶体结构 立方体 (3 C) (Vickers) 2.500－2.900 分解温度(℃) 2830±40 磁化率(H) -12.8×10^-6 压缩系数 0.21×10^-6 β-SiC微粉有很高的化学稳定性、高硬度、高热导率、低热胀系数、宽能带隙、高电子漂移速度、高电子迁移率、特殊的电阻温度特性等，因此具有抗磨、耐高温、耐热震、耐腐蚀、耐辐射、良好的半导电特性等优良性能，被广泛应用于电子、信息、精密加工技术、军工、航空航天、高级耐火材料、特种陶瓷材料、高级磨削材料和和增强材料等领域。其应用范围主要分为以下几类： 1.烧结微粉 β-SiC在高级结构陶瓷、功能陶瓷及高级耐火材料市场有着非常广阔的应用前景。普通碳化硅陶瓷在烧结过程中需要2300℃、2400℃、2500℃，加添加剂后也仍需2100℃才可结晶，而β-SiC在1800℃即可结晶，并且在β-SiC晶型转换过程中，其体积也会发生变化，对陶瓷烧结致密性能起到良好的作用,从而增加碳化硅陶瓷的韧性和强度等综合性能。在碳化硼陶瓷制品中加入β-SiC能够在降低烧结温度的同时提高产品的韧性，从而使得碳化硼陶瓷性能大幅提高。2.电子材料 作为半导性材料，β-SiC比α-Sic高几倍，添加β-SiC后的发电机抗电晕效果非常明显，同时还具有良好的耐磨、耐高温性能。纯度高的 β-SiC可制成单晶碳化硅晶片，其优异的导电、导热性使其在军工、航天、电子行业等高尖端领域用来替代电子级单晶硅和多晶硅。用β-SiC做的电子封装材料、发热器、热交换器等具有高抗热震性，良好的热导性，产品性能大幅优于其他材料。 3.特殊涂层 由于β-SiC具有金刚石结构，颗粒呈类球形，具有超耐磨耐腐蚀，超导热，低膨胀系数等特点，使其在特殊涂层中有着良好的应用。将β-SiC超细粉镀到普通材料上，其耐磨寿命会大幅提高，比如普通碳钢的钻头钻10mm钢板，钻1-2个孔便出现损坏情况，而涂有β-SiC的钻头性能可超过合金钻头，可以钻20~50个孔。铝合金活塞在汽缸中大量往复运动，很容易磨损，涂覆β-SiC材料后能够使活塞寿命提高30-50倍。 4.研磨抛光材料 作为精密研磨抛光材料，β-SiC比白刚玉和α-SiC研磨效率高很多，而且能大幅提高产品光洁度。市场上用金刚石做研磨抛光材料较多，其价格是β-SiC的几十倍甚至几百倍；但β-SiC在众多领域中的研磨效果不亚于金刚石，甚至在磨不锈钢、硅片、玻璃的光洁度都比优于金刚石，价格却是金刚石的几十分之一倍。 用白刚玉做的油石、研磨盘广泛用于不锈钢类研磨行业，其抛光性能相对较高，产品使用寿命短；而利用β-SiC做成的研磨材料（油石、研磨盘等），具有光洁度高、磨削力强、寿命长的优势。比如用白刚玉做的油石抛光轴承，用β-SiC做的油石替代后，光洁度能提高2-3个等级，产品寿命提高5-8倍，而且能大幅降低更换油石次数，从而减少劳动强度、提高生产效率。 β-SiC做的研磨膏、研磨液、高精密砂布砂带及超耐磨涂层也有着良好的应用前景。5、高档特殊添加剂 高分子复合材料及金属材料中加入β-Sic可以大大提高其导热性、降低膨胀系数、增加耐磨性等，而且由于β-SiC的比重小，对材料结构重量不造成影响。高强度尼龙材料、特种工程塑料聚醚醚酮（PEEK）、橡胶轮胎、抗压润滑油等加入超细β-SiC微粉后，其性能提升非常明显。 6、C粉添加剂 复印机用C粉在加入β-SiC后，流动性及附着力会有明显提升，添加量一般在5%左右即可达到良好的效果。7、其他应用二、β-SiC系列产品：β-SiC微粉是采用无线微热源法制备的，该微粉产品颗粒分布均匀、刃口尖锐锋利、具有良好的自锐性，制成研磨液/抛光液研磨速度快、加工精度高、表面质量好。尤其在磨不锈钢、铜、铝、铸铁、硅片等材质时，其研磨效果可与金刚石媲美，价格却不及金刚石的十分之一，具有很高的性价比。①、β-SiC属立方晶系，其晶体的等轴结构特点决定了该粉体具有比α-SiC好的自然球度和自锐性，因而在精密研磨方面有更好的磨削和抛光效果，在材料、密封制品和军工制品生产时有更优异的密封特性，使其制品有更好的密度。②、β-SiC制造时温度远低于α-SiC，因而其颗粒更容易细化和均化，而且可生产大量纳米~亚微米超细粒子，也易通过工艺控制制造无定形态β-SiC微粉，这些都使得β-SiC微粉比α-SiC粉体优异的多的烧结活性，可以在更低的温度下，更简便的工艺流程中和更便宜的烧结设施中实现各种制品材料的烧结和致密化。③、β-SiC比α-SiC有更优异的电学性能和制备中的更高纯度，使其在电工电子材料领域的应用尤其半导体领域的应用更有独特之处。④、β-SiC微粉和晶须作为增强材料可以大幅度提高聚合物材料，各种涂层材料、军工材料、航天航空材料等的力学性能、热学性能、耐磨蚀性能。⑤、β-SiC微粉纯度高，粒度分布窄、孔隙小、烧结活性高、晶体结构规整；β-SiC晶须长径比大、表面光洁度高、直径率高。案例：W7的粒度分布和颗粒形貌图: β-SiC研磨液、抛光液：适用于不锈钢、铜、铝、铸铁、硅片、玻璃、陶瓷等材质的研磨抛光。
碳化硅的性能及用途是什么?
碳化硅在众多领域的应用大多是它的五类产品的应用体现，即先进陶瓷、耐火材料、磨料磨具、半导体器件及冶金原料。1、力学性能：高硬度（克氏硬度为3000kg/mm2），可以切割红宝石；高耐磨性，仅次于金刚石。2、热学性能：热导率超过金属铜，是Si的3倍，是GaAs的8～10倍，散热性能好，对于大功率器件非常重要。SiC的热稳定性较高，在常压下不可能熔化SiC。3、化学性能：耐腐蚀性非常强，室温下几乎可以抵抗任何已知的腐蚀剂。SiC表面易氧化生成SiO2薄层，能防止其进一步氧化，在高于1700℃时，这层氧化膜熔化并迅速发生氧化反应。4、电学性能：4H-SiC和6H-SiC带隙约是Si的3倍，是GaAs的2倍；其击穿电场强度高于Si一个数量级，饱和电子漂移速度是Si的2.5倍。4H-SiC的带隙比6H-SiC更宽。下表为几种半导体材料特性比较。碳化硅的特点在碳化硅中，Si-C间的平均键能为3000kJ/mol，由于具有强的共价键结构，碳化硅具有许多优良的性能，比如耐高温、高硬度、高强度、低热膨胀系数、优良的抗热震性、高热传导率、抗蠕变性和化学稳定性等。在高温下(不超过1600℃)，碳化硅的强度几乎不降低，能够保持良好的键合强度，适用于高压高温、磨损、辐射、腐蚀等一些条件比较严酷的工业领域。碳化硅在功能陶瓷和高级耐火材料的制备中可以作为原料，也可以作为冶金行业的原料，还可以用于磨料使用。以上内容参考 百度百科-碳化硅
碳化硅的用途有什么?
碳化硅主要用于功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。1、作为磨料，可用来做磨具，如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。2、作为冶金脱氧剂和耐高温材料。3、高纯度的单晶，可用于制造半导体、制造碳化硅纤维。物质结构纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同，而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色，透明度随其纯度不同而异。碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的α－SiC和立方体的β－SiC（称立方碳化硅）。α－SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体，已发现70余种。β－SiC于2100℃以上时转变为α－SiC。碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制。炼得的碳化硅块，经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。以上内容参考 百度百科--碳化硅
碳化硅晶圆和硅晶圆的区别
晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。目前碳化硅晶圆主要是4英寸与6英寸,而用于功率器件的硅晶圆以8英寸为主,这意味着碳化硅单晶片所产芯片数量较少、碳化硅芯片制造成本较高。基本介绍：在现已开发的宽禁带半导体中，碳化硅（SiC）半导体材料是研究最为成熟的一种。SiC半导体材料由于具有宽禁带、高击穿电场、高热导率、高饱和电子迁移率以及更小的体积等特点，在高温、高频、大功率、光电子以及抗辐射器件等方面具有巨大的应用潜力。碳化硅的应用范围十分广泛：由于具有宽禁带的特点，它可以用来制作蓝色发光二极管或几乎不受太阳光影响的紫外线探测器；由于可以耐受的电压或电场八倍于硅或砷化镓，特别适用于制造高压大功率器件如高压二极管、功率三极管以及大功率微波器件。由于具有高饱和电子迁移速度，可制成各种高频器件(射频及微波)；碳化硅是热的良导体, 导热特性优于任何其它半导体材料，这使得碳化硅器件可在高温下正常工作。
碳化硅是什么晶体
纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同，而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色，透明度随其纯度不同而异。中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2。
碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的α-SiC和立方体的β-SiC（称立方碳化硅)。α-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体，已发现70余种。β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC。碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制。炼得的碳化硅块，经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。
SiC作为C和Si稳定的化合物，其晶格结构由致密排列的两个亚晶格组成，每个Si(或C)原子与周边包围的C(Si)原子通过定向的强四面体sp3键结合，虽然SiC的四面体键很强，但层错形成能量却很低，这一特点决定了SiC的多型体现象，已经发现SiC具有250多种多型体，每种多型体的C/Si双原子层的堆垛次序不同。
立方碳化硅的立方碳化硅的简介：
β-SiC，与金刚石接近，光洁度及抛光性能远超白刚玉和α-SiC（黑碳化硅和绿碳化硅）；在1600℃以上温度时β-SiC仍具有超高的强度和；β-Sic比α-Sic的导电性高几倍；β-SiC具有优良的热导率和低膨胀系数，使得其在加热和冷却过程中受到的热应力很小；β-Sic属于低温晶型，超过1800℃时可发生晶型转换；在比重方面，β-SiC比大多数合金小一半，为钢的40%，与铝大致相同。β-SiC生产方式主要有三种：激光法、等离子法和固相合成法。两种工艺主要合成的为纳米及亚微米粉末，且由于合成时间短，无法做到颗粒的真正致密，且颗粒纯度相对不高；固相合成法工艺方式较多，但都具有一定技术难度，就国际行业调查来看，真正做到高结晶、高纯度、批量化的只有全球范围只有一家企业做到，并已进入市场多年，其他厂家大多停留在理论或实验阶段，产品大多存在β相含量不高、产品杂质多、难以批量生产等多项缺点。
碳化硅的用途有哪些？
碳化硅主要有四大应用：磨料、耐火材料、功能陶瓷和冶金原料。
1.磨料。由于碳化硅磨料具有较高的硬度、化学稳定性和一定的韧性，是一种用途非常广泛的磨料，可用于制造砂轮、油石、涂附磨具等。主要用于磨削玻璃、陶瓷、石材、铸铁和某些有色金属等非金属材料，与这些材料的反应性很差。
2.耐火材料。碳化硅耐火材料具有高强度、高导热、抗冲击、抗氧化、耐磨、耐腐蚀等优良的高温性能。广泛应用于冶金、能源、化工等行业。
3.陶瓷。碳化硅陶瓷是一种高科技陶瓷，碳化硅陶瓷主要由亚微米碳化硅粉末制成。碳化硅具有很高的硬度，采用成熟技术制成的碳化硅陶瓷具有很好的耐磨性、耐高温性和耐腐蚀性。
4、冶金原料。目前，碳化硅的一个重要化学用途是作为炼钢净化剂。碳化硅在钢水中分解，与钢水中的游离氧和金属氧化物反应生成一氧化碳和含硅渣。熔炼铸铁时常加入碳化硅，使少量的硅进入铁水中，促进铸造的完美。
碳化硅是什么材料？
碳化硅，是一种无机物，化学式为SiC，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）等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。在C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25。物质结构：纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同，而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色，透明度随其纯度不同而异。碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的 α-SiC和立方体的β-SiC（称立方碳化硅）。α-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体，已发现70余种。β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC。碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制。炼得的碳化硅块，经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。
碳化硅是什么材料？
碳化硅-无机非金属材料。金刚砂又名碳化硅（SiC）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）等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石鯠。碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。目前中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2。碳化硅是由美国人艾奇逊在1891年电熔金刚石实验时，在实验室偶然发现的一种碳化物，当时误认为是金刚石的混合体，故取名金刚砂。1893年艾奇逊研究出来了工业冶炼碳化硅的方法，也就是大家常说的艾奇逊炉，一直沿用至今，以碳质材料为炉芯体的电阻炉，通电加热石英SIO2和碳的混合物生成碳化硅。
