特陶之家tetaohome概要：SiC陶瓷不僅具有優良的常溫力學性能，如高的抗彎強度、優良的抗氧化性、良好的耐腐蝕性、高的抗磨損以及低的摩擦系數，而且高溫力學性能(強度、抗蠕變性等)是已知陶瓷材料中最佳的。抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中最好的。工作溫度可達1600 ~ 1700攝氏度。
知識點名稱：碳化硅陶瓷
關鍵詞：金剛砂,碳化硅,SiC,窯具,研磨
相關概念和介紹：
SiC陶瓷不僅具有優良的常溫力學性能，如高的抗彎強度、優良的抗氧化性、良好的耐腐蝕性、高的抗磨損以及低的摩擦系數，而且高溫力學性能(強度、抗蠕變性等)是已知陶瓷材料中最佳的。熱壓燒結、無壓燒結、熱等靜壓燒結的材料，其高溫強度可一直維持到1600℃，是陶瓷材料中高溫強度最好的材料。抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中最好的。別名金剛砂。
碳化硅主要有兩種晶體結構，即立方晶系的β- SiC和六方晶系的α- SiC。碳化硅晶體的基本結構單元是相互穿插的SiC和CSi四面體。四面體共邊形成平面層，并以頂點與下一疊層四面體相連形成三維結構。由于四面體堆積次序的不同可以形成不同的結構，已發現數百種變體。一般采用字母C(立方)、H(六方)、R(菱方)米表示其晶格類型，并用單位晶胞中所含的層數以示區別，例如nH表示沿c軸有n層重復周期的六方晶系結構，而mR則表示沿c軸有m層重復周期的菱面體結構。
碳化硅(SiC) 是共價鍵很強的化合物，其Si–C鍵的離子型僅12%左右，因此，它也具有優良的力學性能、優良的抗氧化性、高的抗磨損性以及低的摩擦系數等。碳化硅的最大特點是高溫強度高，普通陶瓷材料在1200 ~ 1400攝氏度時強度將顯著降低，而碳化硅在1400攝氏度時抗彎強度仍保持在500 ~600MPa的較高水平，因此其工作溫度可達1600 ~ 1700攝氏度。再加上碳化硅陶瓷的熱傳導能力也較高，在陶瓷中僅次于氧化鈹陶瓷，因此碳化硅已經廣泛應用于高溫軸承、防彈板、噴嘴、高溫耐蝕部件以及高溫和高頻范圍的電子設備零部件等領域。
SiC質制品因制備方式、應用領域及形態等而多種多樣。SiC陶瓷作為其中的一種，是陶瓷領域的一種高性能材料，尤其偏向于高強度、高硬度以及耐高溫性能等，按其燒結方式可分為：反應燒結碳化硅(RBSiC)、無壓固相燒結碳化硅(SSiC)、液相燒結碳化硅(LSiC)、熱壓燒結碳化硅(HPSiC)和再結晶碳化硅(RSiC)等。
RBSiC和RSiC是最早出現的，但代表著SiC制品的最低和最高制備溫度的極限。前者具有較高的致密度，但存在較高的殘留硅，導致高溫性能不佳后者因存在較高的孔隙率而強度較低，而因其較高的純度以及沒有晶界雜質相而具有較高的高溫強度，常用于高溫結構材料。
反應燒結碳化硅陶瓷是一種工藝品，由細顆粒α-SiC和添加劑壓制成素坯，在高溫下與液態硅接觸，坯體中的碳與滲入的Si反應，生成β-SiC，并與α-SiC相結合，游離硅填充了氣孔，從而得到高致密性的陶瓷材料。其可以在中等濃度的酸或堿介質中使用。塑性劑燃燒或熱解為多孔的炭,液態或氣態的硅與無定型碳或石墨反應生成SiC。反應生成的SiC多晶與SiC粉連成一體,過量的硅[~10%(vol)]填充了微孔得到無氣孔的制品。25度彎曲強度可達400-600MPa,熔點(1410度)強度250MPa,彈性模量約為115MPa 。
重結晶碳化硅也稱作再結晶碳化硅，它以高純超細碳化硅為原料，碳化硅在2400℃高溫及一定壓力的氣氛保護下，發生蒸發 – 凝聚再結晶作用，在顆粒接觸處發生顆粒共生形成的燒結體。其基本不收縮，但具有一定數量孔隙。
應用:
碳化硅陶瓷是從20世紀60年代開始發展起來的，之前碳化硅主要用于機械磨削材料和耐火材料。世界各國對先進陶瓷的產業化十分重視，現在已經不僅僅滿足于制備傳統碳化硅陶瓷，生產高技術陶瓷的企業發展更快，尤其是發達國家。近幾年以碳化硅陶瓷為基的復相陶瓷相繼出現，改善了單體材料的韌性和強度。碳化硅主要的四大應用領域，即功能陶瓷、高級耐火材料、磨料及冶金原料。
SiC的最初應用是由于其超硬性能，可制備成各種磨削用的砂輪、砂布、砂紙以及各類磨料，因而廣泛應用于機械加工行業。第二次世界大戰中又發現它還可以作為煉鋼時的還原劑以及加熱元件，從而促進了SiC的快速發展。SiC陶瓷在石油、化工、微電子、汽車、航天、航空、造紙、激光、礦業及原子能等工業領域獲得了廣泛的應用，碳化硅已經廣泛應用于高溫軸承、防彈板、噴嘴、高溫耐蝕部件以及高溫和高頻范圍的電子設備零部件等領域。
有色金屬冶煉領域：利用碳化硅具有耐高溫,強度大,導熱性能良好,抗沖擊,作高溫間接加熱材料,如堅罐蒸餾爐，精餾爐塔盤,鋁電解槽,銅熔化爐內襯,鋅粉爐用弧型板,熱電偶保護管等。
鋼鐵行業：利用碳化硅的耐腐蝕，抗熱沖擊耐磨損，導熱好的特點，用于大型高爐內襯提高了使用壽命。
冶金選礦行業：碳化硅硬度僅次于金剛石,具有較強的耐磨性能,是耐磨管道、葉輪、泵室、旋流器,礦斗內襯的理想材料,其耐磨性能是鑄鐵.橡膠使用壽命的 5—20 倍。
節能材料：利用良好的導熱和熱穩定性，碳化硅用作熱交換器的制造中，可以減少燃耗20%，節約燃料35%。碳化硅新材料還廣泛應用于航空航天中。我國首臺火星車或將用鋁基碳化硅等多種材料制造。
半導體光伏產業：由于碳化硅材料具有寬能級、高擊穿電場、高熱傳導率以及高飽和電子遷移速度等獨特、優良的物理和電子特性，使其成為半導體領域的最佳材料。如：藍色發光二極管、紫外線探測器、高壓二級管、大功率微波器、以及各種耐高溫的高頻器件等。
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