碳化矽(SiC)又稱金剛砂、碳矽石,在大自然以莫桑石這種稀罕的礦物的形式存在。它是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產綠色碳化矽時需要加食鹽)等原料透過電阻爐高溫冶煉而成,為矽與碳相鍵結而成的陶瓷狀化合物。 目前中國工業生產的碳化矽分為黑色和綠色碳化矽兩種,均為六方晶體,比重為3.20~3.25,顯微硬度為2840~3320kg/mm2。
碳化矽主要有四大應用領域,即:
1.磨料和切割工具:由於金剛砂的耐用性和低成本,在現代寶石加工中作為常用磨料使用。金剛砂憑藉其硬度使它在製造業中諸如砂輪切割、搪磨、水刀切割和噴砂等磨削加工過程。將碳化矽粒子層壓在紙上就能製成砂紙和滑板的握帶。
2.結構材料:在二十世紀80至90年代,幾個歐洲、日本和美國的高溫燃氣渦輪機研究專案對碳化矽做了研究,專案的目標均打算以碳化矽代替鎳高溫合金製造渦輪機葉片或噴嘴葉片。但這些專案無一實現量產,主要原因在於碳化矽材料的耐衝擊性和斷裂韌度低。不同於其他陶瓷材料比如氧化鋁和碳化硼,碳化矽可用於製造複合裝甲(比如喬巴姆裝甲)和防彈背心中的陶瓷板。
3.天文學:碳化矽具備的低熱膨脹係數、高的硬度、剛性和熱導率使其能夠作為天文望遠鏡的鏡面材料。透過化學氣相沉積製造的直徑達3.5米和2.7米的多晶碳化矽圓盤已被分別安裝在赫歇爾空間天文臺和同溫層紅外線天文臺等幾個大型天文望遠鏡上。
4.催化劑載體:碳化矽本身的抗氧化性質和立方β-SiC所具有的大比表面積使其可作為非均相催化劑的載體。透過稻殼炭化合成的β-SiC,已被用於作為非均相催化劑的載體應用於催化諸如正丁烷氧化生成順丁烯二酸酐這類烴類的氧化反應。
碳化矽(SiC)又稱金剛砂、碳矽石,在大自然以莫桑石這種稀罕的礦物的形式存在。它是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產綠色碳化矽時需要加食鹽)等原料透過電阻爐高溫冶煉而成,為矽與碳相鍵結而成的陶瓷狀化合物。 目前中國工業生產的碳化矽分為黑色和綠色碳化矽兩種,均為六方晶體,比重為3.20~3.25,顯微硬度為2840~3320kg/mm2。
碳化矽主要有四大應用領域,即:
1.磨料和切割工具:由於金剛砂的耐用性和低成本,在現代寶石加工中作為常用磨料使用。金剛砂憑藉其硬度使它在製造業中諸如砂輪切割、搪磨、水刀切割和噴砂等磨削加工過程。將碳化矽粒子層壓在紙上就能製成砂紙和滑板的握帶。
2.結構材料:在二十世紀80至90年代,幾個歐洲、日本和美國的高溫燃氣渦輪機研究專案對碳化矽做了研究,專案的目標均打算以碳化矽代替鎳高溫合金製造渦輪機葉片或噴嘴葉片。但這些專案無一實現量產,主要原因在於碳化矽材料的耐衝擊性和斷裂韌度低。不同於其他陶瓷材料比如氧化鋁和碳化硼,碳化矽可用於製造複合裝甲(比如喬巴姆裝甲)和防彈背心中的陶瓷板。
3.天文學:碳化矽具備的低熱膨脹係數、高的硬度、剛性和熱導率使其能夠作為天文望遠鏡的鏡面材料。透過化學氣相沉積製造的直徑達3.5米和2.7米的多晶碳化矽圓盤已被分別安裝在赫歇爾空間天文臺和同溫層紅外線天文臺等幾個大型天文望遠鏡上。
4.催化劑載體:碳化矽本身的抗氧化性質和立方β-SiC所具有的大比表面積使其可作為非均相催化劑的載體。透過稻殼炭化合成的β-SiC,已被用於作為非均相催化劑的載體應用於催化諸如正丁烷氧化生成順丁烯二酸酐這類烴類的氧化反應。