1. Anwendbar auf Edelsteinmaterialien
In der Edelsteinindustrie ist Siliziumkarbid auch als „Moissanit“ bekannt. Die im Handel erhältlichen Materialien sind künstlich hergestellter Moissanit, während natürlicher Moissanit extrem selten ist – so selten, dass er nur vor 50.000 Jahren in Meteoritenkratern vorkam.
2. Traditionelle industrielle Anwendungen
Im traditionellen industriellen Bereich wird Siliciumcarbid hauptsächlich als feuerfestes Material, Schleifmittel und metallurgisches Material verwendet, was im Folgenden gesondert analysiert wird.
(1) Hochtemperaturbeständige Produkte:
Aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit, hohen Festigkeit, guten Wärmeleitfähigkeit und Schlagfestigkeit eignet sich Siliciumcarbid für verschiedene Anwendungen in Schmelzöfen, darunter Auskleidungen, Hochtemperatur-Ofenkomponenten, Platten, Träger und Gießpfannen. Darüber hinaus findet es Verwendung in der Nichteisenmetall-Schmelzindustrie, beispielsweise in Vertikaldestillationsöfen, Lichtbogenplatten für Zinkpulveröfen und Thermoelement-Schutzrohren. Siliciumcarbid wird auch zur Herstellung fortschrittlicher, verschleißfester, korrosionsbeständiger und hochtemperaturbeständiger Keramikwerkstoffe eingesetzt. Es dient außerdem zur Fertigung von Raketendüsen, Gasturbinenschaufeln und weiteren Bauteilen. Darüber hinaus ist Siliciumcarbid ein ideales Material für Solarkollektoren auf Autobahnen, Start- und Landebahnen usw. Daher wird es auch häufig als „Feuerfestsand“ bezeichnet, was seine feuerfesten Eigenschaften treffend beschreibt.
(2) Verschleißfeste und korrosionsbeständige Produkte:
Da Siliciumcarbid mit einer Mohshärte von 9,2–9,8, dem zweithärtesten Material der Welt nach Diamant (Härtegrad 10), eine hohe Härte aufweist, wird es häufig als „Goldstahlsand“ bezeichnet. Es besitzt zudem eine gute chemische Stabilität und eine gewisse Zähigkeit und findet Verwendung in der Herstellung von Schleifscheiben, Schleifpapier, Schleifbändern, Ölsteinen, Schleifblöcken, Schleifköpfen und Schleifpasten sowie zum Schleifen und Polieren von monokristallinem und polykristallinem Silicium und piezoelektrischen Kristallen in der Elektronikindustrie und in optischen Produkten.
(3) Metallurgische Rohstoffe:
Siliciumcarbid dient als Desoxidationsmittel in der Stahlerzeugung und als Modifizierungsmittel für Gusseisenstrukturen. Es wird außerdem als Rohstoff für die Herstellung von Siliciumtetrachlorid verwendet und ist der Hauptrohstoff für die Silikonharzindustrie. Siliciumcarbid-Desoxidationsmittel sind neuartige, hochwirksame Komposit-Desoxidationsmittel, die herkömmliches Silicium- und Kohlenstoffpulver ersetzen. Im Vergleich zum ursprünglichen Verfahren bietet es stabilere physikalische und chemische Eigenschaften, eine bessere Desoxidationswirkung, kürzere Desoxidationszeiten, Energieeinsparungen, eine höhere Stahlerzeugungseffizienz, eine verbesserte Stahlqualität, einen geringeren Rohstoffverbrauch, eine reduzierte Umweltbelastung, verbesserte Arbeitsbedingungen und eine gesteigerte Wirtschaftlichkeit von Elektroöfen – allesamt bedeutende Vorteile.
3. Optisches Reflektormaterial aus Siliziumkarbid
Keramische Werkstoffe, die mithilfe spezieller physikalischer Eigenschaften wie Schall-, Licht-, Elektrizitäts-, Magnetismus- und Wärmeleitfähigkeit hergestellt werden, nennt man Funktionskeramik. Es gibt verschiedene Arten von Funktionskeramik mit unterschiedlichen Anwendungsgebieten. Siliziumkarbid (SiC) wird hauptsächlich als reflektierendes Spiegelmaterial eingesetzt. SiC-Keramiken zeichnen sich durch hohe spezifische Steifigkeit, gute thermische und chemische Stabilität, einen niedrigen thermischen Verformungskoeffizienten und Beständigkeit gegenüber Weltraumteilchenstrahlung aus. Durch spezielle Herstellungsverfahren lassen sich leichte Spiegelkörper realisieren.
4. Als Halbleitermaterial
Halbleiter der dritten Generation sind ein zentrales Kernmaterial und eine wichtige elektronische Komponente, die Innovation, Entwicklung, Transformation und Modernisierung in den Bereichen nationale Verteidigung, 5G-Mobilkommunikation, Energie-Internet, Elektrofahrzeuge, Schienenverkehr und anderen Branchen ermöglicht. Aufgrund ihrer bedeutenden Rolle für die nationale Verteidigungssicherheit, die intelligente Fertigung, die industrielle Modernisierung, die Energieeinsparung und Emissionsreduzierung sowie andere wichtige strategische Bedürfnisse entwickelt sie sich zum technologischen Wettbewerbsvorteil weltweit.
Siliziumkarbid (SiC) ist als typischer Vertreter der Halbleitermaterialien der dritten Generation eines der ausgereiftesten und am weitesten verbreiteten Halbleitermaterialien mit großer Bandlücke in der Kristallproduktion und Gerätefertigung. Es hat eine globale Wertschöpfungskette für Material, Geräte und Anwendungen hervorgebracht. Siliziumkarbid ist ein ideales Halbleitermaterial für Hochtemperatur-, Hochfrequenz-, strahlungsbeständige und Hochleistungsanwendungen. Aufgrund der signifikanten Reduzierung des Energieverbrauchs elektronischer Geräte gelten Siliziumkarbid-Leistungshalbleiter auch als „grüne Energiebauelemente“ und treiben die Energiewende voran.
5. Verstärkungs- und Härtungsmittel
Neben den oben genannten Anwendungen werden Siliciumcarbid-Whiskers oder Siliciumcarbidfasern auch als hervorragende Verstärkungs- und Zähigkeitsmittel in Verbundwerkstoffen mit metall- oder keramikbasierten Werkstoffen in Bereichen wie Maschinenbau, Chemieingenieurwesen, Landesverteidigung, Energie und Umweltschutz eingesetzt.
Veröffentlichungszeit: 22. März 2025