碳化硅是典型的多晶型化合物,按大類來分,有α-碳化硅和β-碳化硅兩種。α-碳化硅做為磨料有黑、綠兩種品種。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。在機械加工方面可作為合成硬質合金刀具;加工后的硅碳板可作為耐火材料用于陶瓷燒制的棚板。通過精加工后生產的微粉,可用于高科技電子元器件和遠紅外線輻射材料的涂料。高純度精微粉可供國防工業(yè)航空航天器皿的涂層。對國際國內各經濟領域的用途十分廣闊。
碳化硅半導體能應對“環(huán)境”,據(jù)稱,碳化硅晶片甚至可以經受住金星或太陽附近的熱度。前期的研究表明,即使在560攝氏度的高溫中,碳化硅晶片在沒有冷卻裝置的情況下仍能正常運作。碳化硅晶片在通訊領域具有廣闊的運用前景,能讓高清晰電視發(fā)射器提供更清晰的信號和圖像;也可以用在噴氣和汽車引擎中,監(jiān)測電機運轉。同時,它還可運用于太空探索領域,幫助核動力飛船執(zhí)行更繁雜的任務。法國物理學家預言,在芯片制造領域,碳化硅取代硅已為時不遠。
1、磨料--主要因為碳化硅具有很高硬度,化學穩(wěn)定性和一定韌性,所以碳化硅能用于制造固結磨具、涂附磨具和自由研磨,從而來加工玻璃、陶瓷、石材、鑄鐵及某些非鐵金屬、硬質合金、鈦合金、高速砂輪等。
2、耐火材料和耐腐蝕材料---主要因為碳化硅具有高熔點(分解溫度)、化學惰性和抗熱振性,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、坩鍋、小件爐材等多種碳化硅陶瓷制品。
3、化工用途--因為碳化硅可在溶融鋼水中分解并和鋼水中游離氧、金屬氧化物反應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。
4、電工用途--用作加熱元件、非線性電阻元件和高溫半導體材料。加熱元件如硅碳棒(適用于1100~1500℃工作各種電爐),非線性電阻元件,各式避雷閥片。
5、其它配制成遠紅外輻射涂料或制成碳化硅硅板用遠紅外輻射干燥器中。
碳化硅用途細分
1、有色金屬冶煉工業(yè)的應用
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。
2、鋼鐵行業(yè)方面的應用
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升了使用壽命。
3、冶金選礦行業(yè)的應用
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,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)方面的應用
利用其導熱系數(shù),熱輻射,高熱強度大的特性,制造薄板窯具,不僅能減少窯具容量,還提升了窯爐的裝容量和產品質量,縮短了生產周期,是陶瓷釉面烘烤燒結理想的間接材料。
5、節(jié)能方面的應用
利用良好的導熱和熱穩(wěn)定性,作熱交換器,燃耗減少百分之20,節(jié)約燃料百分之35,使生產率提升百分之20-30,特別是礦山選廠用排放輸送管道的內放,其耐磨程度是普通耐磨材料的6—7倍。