碳化硅(SiC)基地知識

碳化硅又稱金鋼砂或耐火砂。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料在電阻爐內經高溫冶煉而成。目前我國工業生產的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種，均為六方晶體，比重為3.20～3.25，顯微硬度為2840～3320kg/mm2。

黑碳化硅是什么,他是怎么制作出來的

黑碳化硅是以石英砂,石油焦和優質硅石為主要原料,通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,機械強度高于剛玉,性脆而鋒利。

綠碳化硅是什么,他是怎么制作出來的

綠碳化硅是以石油焦和優質硅石為主要原料,添加食鹽作為添加劑，通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,機械強度高于剛玉。

碳化硅(SiC)由于其獨特的物理及電子特性, 在一些應用上成為最佳的半導體材料: 短波長光電器件, 高溫, 抗幅射以及高頻大功率器件. 其主要特性及與硅(Si)和砷化鎵(GaAs)的對比.

　　寬能級(eV)
4H-SiC: 3.26 6H-Sic: 3.03 GaAs: 1.43 Si: 1.12
由于碳化硅的寬能級, 以其制成的電子器件可在極高溫下工作. 這一特性也使碳化硅可以發射或檢測短波長的光, 用以制作藍色發光二極管或幾乎不受太陽光影響的紫外線探測器.

　　高擊穿電場(V/cm)
4H-SiC: 2.2x106 6H-SiC: 2.4x106 GaAs: 3x105 Si: 2.5x105
　　碳化硅可以抵受的電壓或電場八倍于硅或砷化鎵, 特別適用于制造高壓大功率器件如高壓二極管,功率三極管, 可控硅以及大功率微波器件. 另外, 此一特性可讓碳化硅器件緊密排列, 有利于提高封裝密度.

　　高熱傳導率(W/cm?K@RT)
4H-SiC: 3.0-3.8 6H-SiC: 3.0-3.8 GaAs: 0.5 Si: 1.5
碳化硅是熱的良導體, 導熱特性優于任何其它半導體材料. 事實上, 在室溫條件下, 其熱傳導率高于任何其它金屬. 這使得碳化硅器件可在高溫下正常工作.

　　高飽和電子遷移速度(cm/sec @E 2x105V/cm)
4H-SiC: 2.0x107 6H-SiC: 2.0x107 GaAs: 1.0x10 Si: 1.0x107
　　由于這一特性, 碳化硅可制成各種高頻器件(射頻及微波).

碳化硅的5大主要用途

1?有色金屬冶煉工業的應用

??? 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高了使用壽命?

??? 3?冶金選礦行業的應用

??? 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,砂輪工業方面的應用

??? 利用其導熱系數?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,還提高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?節能方面的應用

??? 利用良好的導熱和熱穩定性,作熱交換器,燃耗減少20%,節約燃料35%,使生產率提高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?

碳化硅產地、輸往國別及品質規格

(1)產地：青海、寧夏、河南、四川、貴州等地。

(2)輸往國別：美國、日本、韓國、及某些歐洲國家。

(3)品質規格：

①磨料級碳化硅技術條件按GB/T2480—96。各牌號的化學成分由表6-6-47和表6-6-48給出。