碳化硅(SiC)基地知识

碳化硅又称金钢砂或耐火砂。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2。

黑碳化硅是什么,他是怎么制作出来的

黑碳化硅是以石英砂,石油焦和优质硅石为主要原料,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,性脆而锋利。

绿碳化硅是什么,他是怎么制作出来的

绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料,添加食盐作为添加剂，通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。

碳化硅(SiC)由于其独特的物理及电子特性, 在一些应用上成为最佳的半导体材料: 短波长光电器件, 高温, 抗幅射以及高频大功率器件. 其主要特性及与硅(Si)和砷化镓(GaAs)的对比.

　　宽能级(eV)

4H-SiC: 3.26 6H-Sic: 3.03 GaAs: 1.43 Si: 1.12

由于碳化硅的宽能级, 以其制成的电子器件可在极高温下工作. 这一特性也使碳化硅可以发射或检测短波长的光, 用以制作蓝色发光二极管或几乎不受太阳光影响的紫外线探测器.

　　高击穿电场(V/cm)

4H-SiC: 2.2x106 6H-SiC: 2.4x106 GaAs: 3x105 Si: 2.5x105

　　碳化硅可以抵受的电压或电场八倍于硅或砷化镓, 特别适用于制造高压大功率器件如高压二极管,功率三极管, 可控硅以及大功率微波器件. 另外, 此一特性可让碳化硅器件紧密排列, 有利于提高封装密度.

　　高热传导率(W/cm‧K@RT)

4H-SiC: 3.0-3.8 6H-SiC: 3.0-3.8 GaAs: 0.5 Si: 1.5

碳化硅是热的良导体, 导热特性优于任何其它半导体材料. 事实上, 在室温条件下, 其热传导率高于任何其它金属. 这使得碳化硅器件可在高温下正常工作.

　　高饱和电子迁移速度(cm/sec @E 2x105V/cm)

4H-SiC: 2.0x107 6H-SiC: 2.0x107 GaAs: 1.0x10 Si: 1.0x107

　　由于这一特性, 碳化硅可制成各种高频器件(射频及微波).

碳化硅的5大主要用途

1､有色金属冶炼工业的应用

利用碳化硅具有耐高温,强度大,导热性能良好,抗冲击,作高温间接加热材料,如坚罐蒸馏炉｡精馏炉塔盘,铝电解槽,铜熔化炉内衬,锌粉炉用弧型板,热电偶保护管等｡

2､钢铁行业方面的应用

利用碳化硅的耐腐蚀｡抗热冲击耐磨损｡导热好的特点,用于大型高炉内衬提高了使用寿命｡

3､冶金选矿行业的应用

碳化硅硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能,是耐磨管道､叶轮､泵室､旋流器,矿斗内衬的理想材料,其耐磨性能是铸铁.橡胶使用寿命的5—20倍,也是航空飞行跑道的理想材料之一｡

4､建材陶瓷,砂轮工业方面的应用

利用其导热系数｡热辐射,高热强度大的特性,制造薄板窑具,不仅能减少窑具容量,还提高了窑炉的装容量和产品质量,缩短了生产周期,是陶瓷釉面烘烤烧结理想的间接材料｡

5､节能方面的应用

利用良好的导热和热稳定性,作热交换器,燃耗减少20%,节约燃料35%,使生产率提高20-30%｡特别是矿山选厂用排放输送管道的内放,其耐磨程度是普通耐磨材料的6—7倍｡

碳化硅产地、输往国别及品质规格

(1)产地：青海、宁夏、河南、四川、贵州等地。

(2)输往国别：美国、日本、韩国、及某些欧洲国家。

(3)品质规格：

①磨料级碳化硅技术条件按GB/T2480—96。各牌号的化学成分由表6-6-47和表6-6-48给出。

②磨料粒度及其组成按GB/T2477—83。磨料粒度组成测定方法按GB/T2481—83。