409-21-2 / 碳化硅的工業(yè)應(yīng)用

碳化硅是典型的多晶型化合物，按大類來(lái)分，有α-碳化硅和β-碳化硅兩種。 α-碳化硅做為磨料有黑碳化硅、綠碳化硅兩種品種。β-碳化硅是制備碳化硅類陶瓷的主要原料。碳化硅的用途十分廣泛，如：冶金、機(jī)械、化工、建材、輕工、電子、發(fā)熱體。磨料可作為冶金工業(yè)的凈化劑、脫氧劑和改良劑。在機(jī)械加工方面可作為合成硬質(zhì)合金刀具;加工后的硅碳板可作為耐火材料用于陶瓷燒制的棚板。通過(guò)精加工后生產(chǎn)的碳化硅微粉，可用于高科技電子元器件和遠(yuǎn)紅外線輻射材料的涂料。高純度精微粉可供國(guó)防工業(yè)航空航天器皿的涂層。對(duì)國(guó)際國(guó)內(nèi)各經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的用途十分廣闊。

（黑碳化硅）

碳化硅半導(dǎo)體能應(yīng)對(duì)“極端環(huán)境”，據(jù)稱，碳化硅晶片甚至可以經(jīng)受住金星或太陽(yáng)附近的熱度。前期的研究表明，即使在560℃的高溫中，碳化硅晶片在沒(méi)有冷卻裝置的情況下仍能正常運(yùn)作。碳化硅晶片在通訊領(lǐng)域具有廣闊的運(yùn)用前景，能讓高清晰電視發(fā)射器提供更清晰的信號(hào)和圖像;也可以用在噴氣和汽車(chē)引擎中，監(jiān)測(cè)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，它還可運(yùn)用于太空探索領(lǐng)域，幫助核動(dòng)力飛船執(zhí)行更繁雜的任務(wù)。法國(guó)物理學(xué)家預(yù)言，在芯片制造領(lǐng)域，碳化硅取代硅已為時(shí)不遠(yuǎn)。

碳化硅的工業(yè)應(yīng)用主要有以下幾點(diǎn)：

(1)磨料

主要因?yàn)樘蓟杈哂泻芨哂捕?，化學(xué)穩(wěn)定性和一定韌性，所以碳化硅能用于制造固結(jié)磨具、涂附磨具和自由研磨，從而來(lái)加工玻璃、陶瓷、石材、鑄鐵及某些非鐵金屬、硬質(zhì)合金、鈦合金、高速鋼刀具和砂輪等。

(2)耐火材料和耐腐蝕材料

主要因?yàn)樘蓟杈哂懈呷埸c(diǎn)(分解溫度)、化學(xué)惰性和抗熱振性，所以碳化硅能用于磨具、陶瓷制品燒成窯爐中用棚板和匣缽、煉鋅工業(yè)豎缸蒸餾爐用碳化硅磚、鋁電解槽襯、坩堝、小件爐材等多種碳化硅陶瓷制品。

(3)化工用途

因?yàn)樘蓟杩稍谌廴阡撍蟹纸獠⒑弯撍杏坞x氧、金屬氧化物反應(yīng)生成一氧化碳和含硅爐渣。所以它可作為冶煉鋼鐵凈化劑，即用作煉鋼脫氧劑和鑄鐵組織改良劑。這一般使用低純度碳化硅，以降低成本。同時(shí)還可以作為制造四氯化硅原料。

(4)電工用途

用作加熱元件、非線性電阻元件和高溫半導(dǎo)體材料。加熱元件如硅碳棒(適用于1100?1500°C工作各種電爐)，非線性電阻元件，各式避雷閥片。

(5)其他

配制成遠(yuǎn)紅外輻射涂料或制成碳化硅硅板用遠(yuǎn)紅外輻射干燥器中。

碳化硅按應(yīng)用行業(yè)用途細(xì)分如下：

①有色金屬冶煉工業(yè)的應(yīng)用

利用碳化硅具有耐高溫，強(qiáng)度大，導(dǎo)熱性能良好，抗沖擊，作高溫間接加熱材料，如堅(jiān)罐蒸餾爐、精餾爐塔盤(pán)、鋁電解槽、銅熔化爐內(nèi)襯、鋅粉爐用弧型板、熱電偶保護(hù)管等。

②鋼鐵行業(yè)方面的應(yīng)用

利用碳化硅的耐腐蝕、抗熱沖擊耐磨損、導(dǎo)熱好的特點(diǎn)，用于大型高爐內(nèi)襯提高了使用壽命。

③冶金選礦行業(yè)的應(yīng)用

碳化硅硬度僅次于金剛石，具有較強(qiáng)的耐磨性能，是耐磨管道、葉輪、泵室、旋流器、礦斗內(nèi)襯的理想材料，其耐磨性能是鑄鐵、橡膠使用壽命的5?20倍，也是航空飛行跑道的理想材料之一。

④建材陶瓷，砂輪工業(yè)方面的應(yīng)用

利用其導(dǎo)熱系數(shù)，熱輻射，高熱強(qiáng)度大的特性，制造薄板窯具，不僅能減少窯具容量，還提高了窯爐的裝容量和產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，是陶瓷釉面烘烤燒結(jié)理想的間接材料。

⑤節(jié)能方面的應(yīng)用

利用良好的導(dǎo)熱和熱穩(wěn)定性，作熱交換器，燃耗減少20%，節(jié)約燃料35%，使生產(chǎn)率提高20%?30%，特別是礦山選廠用排放輸送管道的內(nèi)放，其耐磨程度是普通耐磨材料的6?7倍。