碳化硅的物質特性

發布日期：2017-10-26 00:00 來源：http://www.obs3.com 點擊：

碳化硅由于化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好，除作磨料用外，還有很多其他用途，例如：以特殊工藝把碳化硅粉末涂布于水輪機葉輪或汽缸體的內壁，可提高其耐磨性而延長使用壽命1～2倍；用以制成的耐火材料，耐熱震、體積小、重量輕而強度高，節能效果好。低品級碳化硅（含SiC約85%）是好的脫氧劑，用它可加快煉鋼速度，并便于控制化學成分，提高鋼的質量。此外，碳化硅還大量用于制作電熱元件硅碳棒。

碳化硅的硬度很大,莫氏硬度為9.5級，僅次于世界上硬的金剛石（10級），具有優良的導熱性能，是一種半導體，高溫時能防氧化。

碳化硅至少有70種結晶型態。α-碳化硅為常見的一種同質異晶物，在高于2000 °C高溫下形成，具有六角晶系結晶構造（似纖維鋅礦）。β-碳化硅，立方晶系結構，與鉆石相似，則在低于2000 °C生成，結構如頁面附圖所示。雖然在異相觸媒擔體的應用上，因其具有比α型態更高之單位表面積而引人注目，而另一種碳化硅，μ-碳化硅穩定，且碰撞時有較為悅耳的聲音，但直至今日，這兩種型態尚未有商業上之應用。

因其3.2g/cm3的比重及較高的升華溫度（約2700 °C），碳化硅很適合做為軸承或高溫爐之原料物件。在任何已能達到的壓力下，它都不會熔化，且具有相當低的化學活性。由于其高熱導性、高崩潰電場強度及大電流密度，在半導體高功率元件的應用上，不少人試著用它來取代硅[1]。此外，它與微波輻射有很強的耦合作用，并其所有之高升華點，使其可實際應用于加熱金屬。

純碳化硅為無色，而工業生產之棕至黑色系由于含鐵之不純物。晶體上彩虹般的光澤則是因為其表面產生之二氧化硅保護層所致。

碳化硅