碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑為原料通過電阻爐高溫冶煉而成。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、耐磨性能好，除作磨料用外，還有很多其他用途。

低品級碳化硅（含SiC約85%）是極好的脫氧劑，用它可加快煉鋼速度，并便于控制化學(xué)成分，提高鋼的質(zhì)量。此外，碳化硅還大量用于制作電熱元件硅碳棒。

碳化硅有兩種晶形：β-碳化硅類似閃鋅礦結(jié)構(gòu)的等軸晶系；α-碳化硅則為晶體排列致密的六方晶系。β-碳化硅約在2100℃轉(zhuǎn)變?yōu)樘蓟?/span>。

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1905年 第一次在隕石中發(fā)現(xiàn)碳化硅

1907年 第一只碳化硅晶體發(fā)光二極管誕生

1955年 理論和技術(shù)上重大突破，LELY提出生長高品質(zhì)碳化概念，從此將SiC作為重要的電子材料

1958年 在波士頓召開第一次世界碳化硅會議進行學(xué)術(shù)交流

1973年 六、七十年代碳化硅主要由前蘇聯(lián)進行研究。到1978年首次采用“LELY改進技術(shù)的晶粒提純生長方法”

1987年至今  以CREE的研究成果建立碳化硅生產(chǎn)線，供應(yīng)商開始提供商品化的碳化硅基

碳化硅的生成

（一）用二氧化硅和碳（煤）合成碳化硅

反應(yīng)式：Si02+3C→SiC+2CO

采用混料機混料，控制水分為2%~3%,混合后料容重為1.4~1.6g/cm3。裝料順序是在爐底先鋪上一層未反應(yīng)料，然后添加新配料到一定高度（約爐芯到爐底的二分之一），在其上面鋪一層非晶形料，然后繼續(xù)加配料至爐芯水平。

爐芯放在配料制成的底盤上，中間略凸起以適應(yīng)在爐役過程中出現(xiàn)的塌陷。爐芯上部鋪放混好的配料，同時也放非晶質(zhì)料或生產(chǎn)未反應(yīng)料，爐子裝好后形成中間高、兩邊低（與爐墻平）。

爐子裝好后即可通電合成，以電流電壓強度來控制反應(yīng)過程。當(dāng)爐溫升到1500℃時，開始生成β-SiC,從2100℃開始轉(zhuǎn)化成α-SiC，2400℃全部轉(zhuǎn)化成α-SiC。合成時間為26~36h,冷卻24h后可以澆水冷卻，出爐后分層、分級揀選。破碎后用硫酸酸洗，除掉合成料中的鐵、鋁、鈣、鎂等雜質(zhì)。

（二）用金屬硅合成碳化硅

反應(yīng)式：Si+C=SiC

采用高純度金屬硅粉和高純度碳粉（石墨粉）、在真空或保護氣氛下加熱合成。在1150~1250℃元素硅（Si)與碳（C)反應(yīng)生成β-SiC，具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，到1350℃開始有β-SiC結(jié)晶。在2000℃生成β-SiC結(jié)晶。高于2000℃可生成α-SiC。

用這種方法生產(chǎn)的碳化硅，雖然成本高，但可生產(chǎn)出高純度的碳化硅材料。

（三）用氣體法合成碳化硅

用四氯化硅（SiCl4)和碳氫化物（甲苯）反應(yīng)，在1200~1800℃是生成SiC的最合適的溫度。用化學(xué)計量比Si:C=1:1的硅有機化合物，甲基三氯硅烷熱解可制取SiC。在1400~1900℃生成無色的SiC單晶體。

用這種方法可以生產(chǎn)出高純的半導(dǎo)體、單晶體SiC,可在難熔金屬或其他化合物及石墨制品上制取致密的保護層。還可制取SiC高強度晶須及纖維。

（四）合成碳化硅的理化性能

(1)合成碳化硅的國家標準（GB/T2480—1981)

(2)密度：以46號粒度為代表號綠碳化硅不小于3.18g/cm3;黑碳化硅不小于3.12g/cm3；

(3)粒度組成：應(yīng)符合GB/T2477-1981《磨料粒度及其組成》的規(guī)定；

(4)鐵合金粒允許含量為零；

(5)磁性物允許含量：不大于0.2%。

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碳化硅制品的應(yīng)用

（一）在冶金工業(yè)上的應(yīng)用

(1)煉鐵。在煉鐵高爐的爐缸、爐腹、爐腰及風(fēng)口區(qū)使用碳化硅磚、氮化硅結(jié)合碳化硅磚或石墨碳化硅磚。在高爐風(fēng)口上使用氮化硅結(jié)合的碳化硅套磚。在魚雷罐和混鐵爐的爐襯上，以及鐵溝料、出鐵口用的炮泥中使用含碳化硅的Al2O3-SiC-C復(fù)合磚和不定形材料。

(2)煉鋼。在煉鋼方面，用碳化硅制成鋼水測溫套管，用含碳化硅的不燒磚做盛鋼桶內(nèi)襯,在連鑄用長水口磚和整體塞棒上使用含碳化硅質(zhì)的Al2O3-SiC-C磚。

(3)軋鋼。在軋鋼加熱爐上用剛玉碳化硅滑軌磚、非金屬陶瓷換熱器，在鐵鱗還原爐上用碳化硅質(zhì)馬弗罩等。

（二）在有色金屬工業(yè)中的應(yīng)用

(1)煉銅。在煉銅方面，在電解銅熔化豎爐的燒嘴區(qū)等易損部位使用碳化硅磚。

(2)煉鋁。在煉鋁方面，煉鋁反射爐內(nèi)襯、爐底、液面下側(cè)墻用碳化硅磚或氮化硅、賽隆結(jié)合的碳化硅磚。煉鋁的電解槽、流鋁槽、出鋁口、鑄鋁模都使用碳化硅磚。

(3)煉鋅。在煉鋅方面，煉鋅豎罐蒸餾爐、冷凝器及轉(zhuǎn)子等熱工設(shè)備使用碳化硅爐襯。電熱蒸餾爐、電極孔、鋅蒸氣循環(huán)管及通道，冷凝器及轉(zhuǎn)子等部位也使用碳化硅磚。鋅精餾爐的塔盤也使用碳化硅制品。

(4)煉鎂爐。煉鎂爐的爐襯、有色金屬冶煉用的坩堝，使用碳化硅質(zhì)耐火材料。

（三）在建材工業(yè)上的應(yīng)用

(1)在陶瓷方面，用于生產(chǎn)日用陶瓷、建筑陶瓷、美術(shù)陶瓷、電子陶瓷等的隧道窯、梭式窯、罩式窯、倒焰窯等各種窯爐的碳化硅棚板、水平支柱、匣缽等。在隔焰窯上用碳化硅板做隔焰板、爐底等。在電爐上可做電爐襯套和馬弗套。

(2)在水泥回轉(zhuǎn)窯上，耐磨碳化硅磚用做卸料口爐襯磚。

(3)在玻璃工業(yè)上，用碳化硅磚砌筑罐式窯和槽式窯蓄熱室的高溫部位，玻璃退火爐和高壓鍋爐，以及垃圾焚燒爐燃燒室的內(nèi)襯。

（四）在石油化工方面的應(yīng)用

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以硫酸分解食鹽制造HCl和Na2S04時用碳化硅材料制造馬弗套、制造硫酸用碳化硅霧化噴嘴、溢流槽。用氮化硅結(jié)合碳化硅材料制造即送泵零件、在催裂化裝置用碳化硅做高溫蒸氣噴嘴，在紙漿生產(chǎn)中做分離亞硫酸鹽蒸壓釜內(nèi)襯。用碳化硅制品做石油化工和熱電廠各種鍋爐的旋風(fēng)除塵器的內(nèi)襯。

（五）在機械工業(yè)上的應(yīng)用

(1)做磨料、磨具。

(2)在氣體滲碳爐上做加熱輻射管。

(3)用碳化硅制造各種高溫爐管、熱電偶管、遠紅外反射板。

(4)利用碳化硅材料的良好導(dǎo)電性能，可以制成非金屬電熱元件。