黑碳化矽：特性與應用
1.概述
黑碳化矽（SiC）是一種合成陶瓷材料，由矽砂和石油焦混合物在電阻爐中高溫（約2200°C）加熱而成。它比氧化鋁更硬，但韌性不如鑽石或碳化硼。
二、黑碳化矽的關鍵性能
| 財產 | 描述 |
|---|---|
| 硬度 | 莫氏硬度9.0-9.5（接近鑽石） |
| 熔點 | ~2700°C（分解，不熔化） |
| 熱導率 | 高（120-200 W/m·K） |
| 耐化學性 | 耐酸、耐鹼、耐氧化 |
| 電導率 | 半導體 |
| 機械強度 | 抗壓強度高，脆性 |
| 密度 | ~3.1 克/立方厘米 |
| 抗熱震性 | 出色的 |
| 顏色 | 由於含有雜質（鐵、碳）而呈現黑色/深灰色 |
三、黑碳化矽的應用
A. 磨料和研磨
用於砂輪、砂紙和切割工具。
適用於有色金屬（鋁、黃銅）、陶瓷和複合材料。
B. 耐火材料
高熱穩定性使其適用於爐襯、窯具和坩堝。
用於煉鋼和玻璃製造。
C. 冶金應用
在鋼鐵生產中用作脫氧劑。
用於鋼鐵精煉以提高品質。
D. 耐磨部件
用於噴砂的噴嘴、密封件和噴砂介質。
應用於易受侵蝕的泵浦部件。
E. 電子與半導體
用於高功率、高溫電子設備（二極體、LED）。
某些半導體應用的基板材料。
F. 汽車與航空航天
煞車碟盤和陶瓷煞車片（由於耐熱）。
航空航天中的輕質結構部件。
G. 陶瓷與複合材料
陶瓷基複合材料（CMC）中的增強劑。
用於防彈裝甲材料。
H. 拋光和研磨
細碳化矽粉末用於拋光玻璃、石材和光學元件。
4. 與綠碳化矽的比較
黑色碳化矽：價格較便宜，純度稍低（~97-98％碳化矽），用於一般磨料和耐火材料用途。
綠色碳化矽：純度較高（>99%），用於碳化鎢等硬質材料的精密研磨。
5. 優點和局限性
✔ 優點：
極高的硬度和耐磨性。
優異的熱穩定性和化學穩定性。
與鑽石或碳化硼相比具有成本效益。