CAS： 409-21-2
分子式： SiC
分子量： 40.10

中文名称： 碳化硅
　　　　　 金刚砂
人造碳化硅磨料

英文名称： Silicon carbide

性质描述：浅黄色透明正方晶系晶体。熔点2700℃。相对密度3.217。溶于融熔的氢氧化钾中，不溶于冷、热水及酸。晶体结构规整，具有良好的化学惰性，对氧化和热波动有很好的承受力。具有低的膨胀系数和较高的传热系数。实验证明，在2300℃高温，碳化硅固体表面气相中含自由硅仅5%。并具高硬度及半导体性。

分类：按色泽、用途和结构的不同，碳化硅可分为不同的类别。纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅则有无色、淡黄色、浅绿色、深绿色或浅蓝色、深蓝色乃至黑色。

　　磨料行业把碳化硅按色泽分为黑碳化硅和绿碳化硅两大类，其中无色的直到深绿色的都归入绿碳化硅;浅蓝色的至黑色的则归入黑碳化硅。碳化硅多色的原因与各种杂质的存在有关。工业碳化硅通常含有2%左右的各种杂质，主要有二氧化硅、硅、铁、铝、钙、镁、碳等。当结晶中熔有较多的碳时，结晶是黑色。绿碳化硅较脆，黑碳化硅较韧，前者研磨能力略高于后者。按粒度大小，产品分为不同的等级。

　　中国磨料行业规定，黑碳化硅有17个等级;绿碳化硅有21个粒度等级。80号及其以上的磨料称磨粒，100～280号磨料称磨粉。按用途不同：碳化硅又分为磨料用、耐火材料用、脱氧剂用、电工用碳化硅等。磨料用碳化硅其SiC含量应在98%以上。耐火材料用碳化硅又分为
(1)高级耐火材料黑碳化硅，其SiC含量与磨料用碳化硅完全相同;
(2)二级耐火材料黑碳化硅，SiC含量大于90%;
(3)低品位耐火材料黑碳化硅，SiC含量大于83%。脱氧剂用碳化硅，SiC含量一般要求大于90%。但炭素工业石墨化炉保温料中碳化硅含量大于45%的经过处理也可用做炼钢脱氧剂。脱氧剂用碳化硅有粉末状与成型块两种。粉末状脱氧剂黑碳化硅通常有4～0.5mm和0.5～0.1mm两种粒度。

电工用碳化硅有两种主要类别：
(1)电热元件用绿碳化硅，其本质与磨料用绿碳化硅完全一样。
(2)避雷器用碳化硅，其电性能要求特殊，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温、耐磨、耐热震、耐化学腐蚀、耐辐射和良好的导电性、导热性等特殊性能，因而在国民经济各部门中具有广泛的用途。

　　在中国，绿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张强度低的材料，如玻璃、陶瓷、石料和耐火物等，同时也用于铸铁零件和有色金属材料的磨削。绿碳化硅制成的磨具，多用于硬质合金、钛合金、光学玻璃的磨削，同时也用于缸套的珩磨及高速钢刀具的精磨。

　　立方碳化硅磨具专用于微型轴承的超精磨。用电镀方法将碳化硅微粉涂敷于水轮机叶轮上，可大大提高叶轮的耐磨性;用机械压力将立方体SiC200号磨粉与W28微粉压入内燃机的汽缸壁上，可延长缸体寿命一倍以上。

　　在电气工业中，碳化硅可用做避雷器阀体、硅碳电热元件、远红外线发生器等。在电子工业中，如在工业碳化硅炉内或在工业炉上用特殊方法培育出来大片完整的碳化硅单晶体，可作为发光二极管(如晶体灯、数字管灯)的基片;高纯碳化硅晶体是制作耐辐射高温半导体的优质材料。

　　碳化硅是少数禁带宽度大(2.86eV)且具有P及n两种导电类型的半导体材料之一。在航天工业中，用碳化硅制造的燃气滤片、燃烧室喷嘴已用于火箭技术中。已经实现工业化生产的碳化硅纤维，是一种新型高强度、高模量材料，具有优异的耐热性和耐氧化性，与金属、树脂有良好的相容性。

　　使用温度可达1200℃，高温下强度保持率可达80%以上。可用以制作热屏蔽材料、耐高温输送带、过滤高温气体或熔融金属的滤布，也可与炭纤维或玻璃纤维复合用做增强金属和陶瓷的增强材料。低品位的碳化硅可用做炼钢脱氧剂及铸铁添加剂。

　　在炭素工业中，碳化硅主要用来生产炼铁高炉用砖，如石墨碳化硅、氮化硅结合的碳化硅砖等。在石墨电极生产中，碳化硅还用做耐氧化涂层电极的涂层耐火烧结料的配料中，以增加涂层对温度急剧变化的承受能力。

　　在特种炭素材料——生物炭的制造中，常以丙烷和三氯甲基硅烷为气体原料，经高温热解反应，在石墨基体上沉积生成含硅热解炭涂层，以增加制品的硬度、强度和耐磨性。涂层中的碳化硅以β-SiC的晶型存在，晶粒尺寸为1μm左右。用此法制造的生物炭制品如含硅热解炭人造心脏瓣膜等，具有很好的生物相容性。