CAS： 409-21-2
分子式： SiC
分子量： 40.10

中文名稱： 碳化硅
　　　　　 金剛砂
　　　　　 人造碳化硅磨料

英文名稱： Silicon carbide

性質描述：淺黃色透明正方晶系晶體。熔點2700℃。相對密度3.217。溶于融熔的氫氧化鉀中，不溶于冷、熱水及酸。晶體結構規整，具有良好的化學惰性，對氧化和熱波動有很好的承受力。具有低的膨脹系數和較高的傳熱系數。實驗證明，在2300℃高溫，碳化硅固體表面氣相中含自由硅僅5%。并具高硬度及半導體性。

分類：按色澤、用途和結構的不同，碳化硅可分為不同的類別。純碳化硅是無色透明的晶體。工業碳化硅則有無色、淡黃色、淺綠色、深綠色或淺藍色、深藍色乃至黑色。

　　磨料行業把碳化硅按色澤分為黑碳化硅和綠碳化硅兩大類，其中無色的直到深綠色的都歸入綠碳化硅;淺藍色的至黑色的則歸入黑碳化硅。碳化硅多色的原因與各種雜質的存在有關。工業碳化硅通常含有2%左右的各種雜質，主要有二氧化硅、硅、鐵、鋁、鈣、鎂、碳等。當結晶中熔有較多的碳時，結晶是黑色。綠碳化硅較脆，黑碳化硅較韌，前者研磨能力略高于后者。按粒度大小，產品分為不同的等級。

　　中國磨料行業規定，黑碳化硅有17個等級;綠碳化硅有21個粒度等級。80號及其以上的磨料稱磨粒，100～280號磨料稱磨粉。按用途不同：碳化硅又分為磨料用、耐火材料用、脫氧劑用、電工用碳化硅等。磨料用碳化硅其SiC含量應在98%以上。耐火材料用碳化硅又分為
(1)高級耐火材料黑碳化硅，其SiC含量與磨料用碳化硅完全相同;
(2)二級耐火材料黑碳化硅，SiC含量大于90%;
(3)低品位耐火材料黑碳化硅，SiC含量大于83%。脫氧劑用碳化硅，SiC含量一般要求大于90%。但炭素工業石墨化爐保溫料中碳化硅含量大于45%的經過處理也可用做煉鋼脫氧劑。脫氧劑用碳化硅有粉末狀與成型塊兩種。粉末狀脫氧劑黑碳化硅通常有4～0.5mm和0.5～0.1mm兩種粒度。

電工用碳化硅有兩種主要類別：
(1)電熱元件用綠碳化硅，其本質與磨料用綠碳化硅完全一樣。
(2)避雷器用碳化硅，其電性能要求特殊，不同于磨料用耐火材料用黑碳化硅。

用途：碳化硅制品具有耐高溫、耐磨、耐熱震、耐化學腐蝕、耐輻射和良好的導電性、導熱性等特殊性能，因而在國民經濟各部門中具有廣泛的用途。

　　在中國，綠碳化硅主要用做磨料。黑碳化硅用于制造磨具，多用于切割和研磨抗張強度低的材料，如玻璃、陶瓷、石料和耐火物等，同時也用于鑄鐵零件和有色金屬材料的磨削。綠碳化硅制成的磨具，多用于硬質合金、鈦合金、光學玻璃的磨削，同時也用于缸套的珩磨及高速鋼刀具的精磨。

　　立方碳化硅磨具專用于微型軸承的超精磨。用電鍍方法將碳化硅微粉涂敷于水輪機葉輪上，可大大提高葉輪的耐磨性;用機械壓力將立方體SiC200號磨粉與W28微粉壓入內燃機的汽缸壁上，可延長缸體壽命一倍以上。

　　在電氣工業中，碳化硅可用做避雷器閥體、硅碳電熱元件、遠紅外線發生器等。在電子工業中，如在工業碳化硅爐內或在工業爐上用特殊方法培育出來大片完整的碳化硅單晶體，可作為發光二極管(如晶體燈、數字管燈)的基片;高純碳化硅晶體是制作耐輻射高溫半導體的優質材料。

　　碳化硅是少數禁帶寬度大(2.86eV)且具有P及n兩種導電類型的半導體材料之一。在航天工業中，用碳化硅制造的燃氣濾片、燃燒室噴嘴已用于火箭技術中。已經實現工業化生產的碳化硅纖維，是一種新型高強度、高模量材料，具有優異的耐熱性和耐氧化性，與金屬、樹脂有良好的相容性。

　　使用溫度可達1200℃，高溫下強度保持率可達80%以上。可用以制作熱屏蔽材料、耐高溫輸送帶、過濾高溫氣體或熔融金屬的濾布，也可與炭纖維或玻璃纖維復合用做增強金屬和陶瓷的增強材料。低品位的碳化硅可用做煉鋼脫氧劑及鑄鐵添加劑。

　　在炭素工業中，碳化硅主要用來生產煉鐵高爐用磚，如石墨碳化硅、氮化硅結合的碳化硅磚等。在石墨電極生產中，碳化硅還用做耐氧化涂層電極的涂層耐火燒結料的配料中，以增加涂層對溫度急劇變化的承受能力。

　　在特種炭素材料——生物炭的制造中，常以丙烷和三氯甲基硅烷為氣體原料，經高溫熱解反應，在石墨基體上沉積生成含硅熱解炭涂層，以增加制品的硬度、強度和耐磨性。涂層中的碳化硅以β-SiC的晶型存在，晶粒尺寸為1μm左右。用此法制造的生物炭制品如含硅熱解炭人造心臟瓣膜等，具有很好的生物相容性。