碳化硅（SiC）是一种由硅和碳合成的异常坚硬的结晶化合物。由于具有高耐磨性、机械性能和热性能，它被归类为技术陶瓷。
晶体结构和类型：
碳化硅有几种不同的形态，称为多晶型，其中两种主要形态是 α-SiC 和 β-SiC。β-SiC 具有立方晶系，其中硅（Si）和碳（C）形成面心立方晶格。另一方面，α-SiC 有 100 多种多晶型，包括 4H、15R 和 6H，其中 6H 在工业应用中最为常见。这些形态之间的转变与温度有关，β-SiC 在 1600°C 以下比较稳定，在较高温度下会转变为 α-SiC。生产方法：
- 碳化硅的工业生产涉及几种方法：
- 艾奇逊法（传统碳热还原法）： 这种方法是使用石墨电极将高纯度石英砂或粉碎的石英矿石与石油焦、石墨或无烟煤细粉的混合物加热到 2000°C 以上。这种工艺可合成 α-SiC 粉末。
- 二氧化硅低温碳热还原法： 这种方法与艾奇逊法类似，合成温度较低（1500 至 1800°C），可生产出纯度更高的β-SiC 粉末。
硅碳直接反应： 这种方法是将金属硅粉与碳粉在 1000-1400°C 的温度下直接反应，生成高纯度的 β-SiC 粉末。
- 应用：
- 碳化硅因其独特的性能被广泛应用于各行各业：半导体工业：
- 碳化硅具有高硬度、低磨损以及与硅晶片相似的热膨胀系数，因此可用于磨盘、夹具以及半导体材料。其特性使其适用于高速研磨和抛光。加热元件：
由于具有高温强度和抗热震性，SiC 可用于工业炉的加热元件。陶瓷应用：
作为一种陶瓷材料，与其他陶瓷相比，SiC 具有较高的导电性，因此适用于通过压制或挤压然后烧结生产的元件。
