現(xiàn)在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息、能源、材料、生物工程已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的四大支柱，而碳化硅由于化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、密度小、耐磨性能好、硬度大、機(jī)械強(qiáng)度高、耐化學(xué)腐蝕，在材料領(lǐng)域發(fā)展迅速，普遍用于陶瓷球軸承、閥門、半導(dǎo)體材料、陀螺、測(cè)量?jī)x、航空航天等領(lǐng)域。合肥碳化硅陶瓷噴涂 服務(wù)熱線13905518927。

碳化硅的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)。碳化硅以共價(jià)鍵為主，共價(jià)鍵約占88%。晶格的基本結(jié)構(gòu)是互相穿插的SiC4和CSi4四面體，構(gòu)成了許多不同的結(jié)晶類型。從理論上講，碳化硅均由SiC四面體堆積而成，所不同的只是平行結(jié)合或反平行結(jié)合。SiC有75種變體，如α-SiC、β-SiC、3C-SiC、4H-SiC、15R-SiC等，所有這些結(jié)構(gòu)可分為立方晶系、六方晶系和菱形晶系，其中α-SiC、β-SiC最為常見。α-SiC是高溫穩(wěn)定型，β-SiC是低溫穩(wěn)定型，在2100~2400℃可轉(zhuǎn)變?yōu)棣?SiC。β-SiC可在1450℃左右溫度下由簡(jiǎn)單的硅和碳混合物制得。

碳化硅的化學(xué)穩(wěn)定性與其氧化特性有密切關(guān)系。碳化硅本身很容易氧化，但它氧化之后形成了一層二氧化硅薄膜，氧化進(jìn)程逐步被阻礙。在空氣中，碳化硅于800℃時(shí)就開始氧化，但很緩慢；隨著溫度升高，則氧化速度急速加快。碳化硅的氧化速率，在氧氣中比在空氣中快1.6倍，氧化速率隨著時(shí)間推移而減慢。如果以時(shí)間推移對(duì)氧化的數(shù)量描圖，可以得到典型的拋物線圖形，這反映出二氧化硅保護(hù)層對(duì)碳化硅氧化速率的阻礙作用。
氧化時(shí)，若同時(shí)存在著能將二氧化硅薄膜移去或使之破裂的物質(zhì)，則碳化硅就易被進(jìn)一步氧化。例如，鐵、錳等金屬有幾種化合價(jià)，其氧化物能將碳化硅氧化，并且又能與二氧化硅生成低熔點(diǎn)化合物，因此就能侵蝕碳化硅。例如，F(xiàn)eO在1300℃、MnO在1360℃能侵蝕碳化硅，而CaO、MgO在1000℃就能侵蝕碳化硅。
水蒸汽與碳化硅在高溫下反應(yīng)相當(dāng)強(qiáng)烈，于1100℃以上時(shí)，視情況不同，可生成硅、碳或二氧化硅。碳化硅在1000℃左右時(shí)，能與硫化氫等含硫化合物生成紅棕色的硫化硅(SiS2或SiS)。這一反應(yīng)也是碳化硅制品在燒成時(shí)色澤變紅的原因之一。
碳化硅的優(yōu)勢(shì)

碳化硅與現(xiàn)在使用廣泛的金屬材料相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1) 機(jī)械強(qiáng)度高，剛性好
機(jī)械強(qiáng)度高可以有效防止材料變形，這點(diǎn)至關(guān)重要。碳化硅的機(jī)械強(qiáng)度高于剛玉。例如，碳化硅的抗壓強(qiáng)度為224MPa，剛玉僅為75.7MPa；碳化硅的抗彎強(qiáng)度為15.5MPa，而剛玉則為8.72MPa。
2) 硬度大，耐磨損
碳化硅的硬度相當(dāng)高，按莫氏刻痕硬度為9.2~9.6，僅次于金剛石和碳化硼，高于剛玉而名列普通磨料的前茅。與金屬鋼制材料相比，它不僅硬度高，而且在無潤(rùn)滑狀態(tài)下摩擦系數(shù)小，摩擦力相對(duì)較小，表面粗糙度小，具有良好的耐磨性。此外，它對(duì)外界物質(zhì)的沖擊抵抗能力強(qiáng)，提高了表面的承受能力。
3) 密度小
碳化硅材料的密度比金屬小，因而造出的設(shè)備更加輕巧。
4) 耐高溫，熱膨脹系數(shù)小

碳化硅是在高溫下制成的。在某些高溫環(huán)境下，要求材料既要有一定的加工強(qiáng)度，又要滿足加工精度，碳化硅陶瓷能達(dá)到這兩點(diǎn)。碳化硅的最高使用溫度為800℃左右，而鋼的承受溫度僅為250℃。粗略計(jì)算，碳化硅的平均熱膨脹系數(shù)在25~1400℃范圍內(nèi)為4.4×10-6/℃。碳化硅的熱膨脹系數(shù)測(cè)定結(jié)果表明，其量值與其他磨料及高溫材料相比要小得多，如剛玉的熱膨脹系數(shù)可高達(dá)(7~8)× 10-6/℃。

5) 導(dǎo)熱系數(shù)高
碳化硅的導(dǎo)熱系數(shù)很高，這是碳化硅物理性能方面的另一個(gè)重要特點(diǎn)。碳化硅的導(dǎo)熱系數(shù)比其他耐火材料及磨料要大的多，約為剛玉導(dǎo)熱系數(shù)的4倍。碳化硅所具有的低熱膨脹系數(shù)和高導(dǎo)熱系數(shù)，使其制件在加熱及冷卻過程中受到的熱應(yīng)力較小，這就是為什么碳化硅制件特別耐熱震的原因。
6) 耐腐蝕
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的棚板和匣缽、煉鋅工業(yè)豎缸蒸餾爐用的碳化硅磚、鋁電解槽襯、坩鍋、小件爐材等多種碳化硅陶瓷制品。