碳化硅的应用前景

发布时间:2020-04-03 18:16:00

  金刚砂又名碳化硅(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种,都属α-SiC。
①黑碳化硅含SiC约95%,其韧性高于绿碳化硅,大多用于加工抗张强度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。
②绿碳化硅含SiC约97%以上,自锐性好,大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。此外还有立方碳化硅,它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体,用以制作的磨具适于轴承的超精加工,可使表面粗糙度从Ra32~0.16微米一次加工到Ra0.04~0.02微米。

  碳化硅的硬度很大,莫氏硬度为9.5级,仅次于世界上Z硬的金刚石(10级),具有优良的导热性能,是一种半导体,高温时能抗氧化。在半导体材料领域,一般将硅、锗等材料称为第一代半导体材料,将砷化镓、磷化铟等材料称为第二代半导体材料,而以碳化硅为代表的宽禁带半导体材料则被称为第三代半导体材料。
  如今,碳化硅已成为全球半导体产业的前沿和制高点,拥有广阔的应用前景。
  除了高亮度LED,碳化硅还是制造电力电子器件的理想材料。碳化硅具有耐高电压、耐高温和节能等特点。同时,使用碳化硅的电力电子器件,体积可以做得非常小。因此,在新能源汽车、太阳能发电、机车牵引以及大功率输配电等领域,都将发挥重要作用。
  碳化硅还是射频微波器件的理想衬底材料,可以提高雷达、通信、电子对抗以及智能武器等的整体性能和可靠性。此外,碳化硅还可以用于制作人工宝石,而通过碳化硅外延生长制备石墨烯的技术也吸引了不少研究者的注意。因碳化硅陶瓷的耐腐蚀性、良好的导热性、耐高温可用作新型碳化硅列管式换热器,采用耐腐蚀碳化硅制成的换热管是加热,冷却和冷凝化学腐蚀性工艺介质的理想选择。