1. Auf Edelsteinmaterialien angewendet
In der Edelsteinindustrie ist Siliziumkarbid auch als „Moissanit“ bekannt. Die auf dem Markt häufig anzutreffenden Materialien sind künstlich synthetisierte Moissanit-Steine, während natürlicher Moissanit extrem selten ist – so selten, dass er erst vor 50.000 Jahren in Meteoritenkratern auftauchte.
2. Traditionelle industrielle Anwendungen
Im traditionellen Industriebereich wird Siliziumkarbid hauptsächlich als feuerfestes Material, Schleifwerkzeug und metallurgisches Material verwendet, was im folgenden Text separat analysiert wird.
(1) Produkte mit hoher Temperaturbeständigkeit:
Aufgrund der Eigenschaften von Siliziumkarbid wie Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit, hoher Festigkeit, guter Wärmeleitfähigkeit und Schlagzähigkeit können sie für verschiedene Schmelzofenauskleidungen, Hochtemperaturofenkomponenten, Siliziumkarbidplatten, Auskleidungsplatten, Träger und Pfannen verwendet werden. Andererseits können Materialien für indirekte Hochtemperaturheizungen in der Nichteisenmetallschmelzindustrie eingesetzt werden, beispielsweise in vertikalen Destillationsöfen, Lichtbogenplatten für Zinkpulveröfen, Thermoelement-Schutzrohren usw.; Sie werden zur Herstellung fortschrittlicher Siliziumkarbid-Keramikmaterialien verwendet, die verschleißfest, korrosionsbeständig und hochtemperaturbeständig sind; sie können auch zur Herstellung von Raketendüsen, Gasturbinenschaufeln usw. verwendet werden. Darüber hinaus ist Siliziumkarbid auch ein ideales Material für Solarwarmwasserbereiter auf Autobahnen, Flugzeuglandebahnen usw. Daher wird Siliziumkarbid auch häufig als „feuerfester Sand“ bezeichnet, was, obwohl sehr gebräuchlich, seine feuerfesten Eigenschaften voll zur Geltung bringt.
(2) Verschleißfeste und korrosionsbeständige Produkte:
Vor allem weil Siliziumkarbid eine hohe Härte aufweist und mit einer Mohshärte von 9,2–9,8 nur der härteste Diamant der Welt (Stufe 10) die zweithärteste Härte aufweist, wird es allgemein als „Goldstahlsand“ bezeichnet. Es weist außerdem eine gute chemische Stabilität und eine gewisse Zähigkeit auf und kann zur Herstellung von Schleifscheiben, Schleifpapier, Schleifbändern, Ölsteinen, Schleifblöcken, Schleifköpfen, Schleifpasten sowie zum Schleifen und Polieren von monokristallinem Silizium, polykristallinem Silizium und piezoelektrischen Kristallen in der Elektronikindustrie für optische Produkte verwendet werden.
(3) Metallurgische Rohstoffe:
Siliziumkarbid kann als Desoxidationsmittel bei der Stahlherstellung und als Modifikator für die Gusseisenstruktur verwendet werden. Es dient auch als Rohstoff für die Herstellung von Siliziumtetrachlorid und ist der wichtigste Rohstoff für die Silikonharzindustrie. Siliziumkarbid-Desoxidationsmittel sind ein neuartiges, leistungsstarkes Verbunddesoxidationsmittel, das herkömmliches Siliziumpulver und Kohlenstoffpulver zur Desoxidation ersetzt. Im Vergleich zum ursprünglichen Verfahren bietet es stabilere physikalische und chemische Eigenschaften, eine gute Desoxidationswirkung, eine verkürzte Desoxidationszeit, spart Energie, verbessert die Stahlherstellungseffizienz, verbessert die Stahlqualität, reduziert den Rohstoffverbrauch, verringert die Umweltverschmutzung, verbessert die Arbeitsbedingungen und steigert den wirtschaftlichen Nutzen von Elektroöfen – all dies ist von großem Wert.
3. Optisches Reflektormaterial aus Siliziumkarbid
Keramikwerkstoffe, die unter Ausnutzung der besonderen physikalischen Eigenschaften von Keramik wie Schall, Licht, Elektrizität, Magnetismus und Wärme hergestellt werden, werden als Funktionskeramiken bezeichnet. Es gibt verschiedene Arten von Funktionskeramiken mit unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten, wobei Siliziumkarbid in der Funktionskeramik hauptsächlich als reflektierendes Spiegelmaterial eingesetzt wird. SiC-Keramiken zeichnen sich durch eine hohe spezifische Steifigkeit, gute thermische und chemische Stabilität, einen niedrigen thermischen Verformungskoeffizienten und Beständigkeit gegen kosmische Partikelbestrahlung aus. Durch spezielle Herstellungsverfahren können leichte Spiegelkörper hergestellt werden.
4. Als Halbleitermaterial
Halbleiter der dritten Generation sind ein wichtiges Kernmaterial und eine elektronische Komponente, die Innovation, Entwicklung, Transformation und Modernisierung von Rüstungsgütern für die Landesverteidigung, die 5G-Mobilkommunikation, das Energie-Internet, Fahrzeuge mit alternativen Antrieben, den Schienenverkehr und andere Branchen unterstützen. Aufgrund ihrer wichtigen Rolle für die nationale Verteidigungssicherheit, die intelligente Fertigung, die industrielle Modernisierung, die Energieeinsparung und Emissionsreduzierung sowie für andere wichtige strategische Anforderungen werden sie zum technischen Wettbewerbsfaktor weltweit.
SiC ist ein typisches Halbleitermaterial der dritten Generation und zählt derzeit zu den ausgereiftesten und am weitesten verbreiteten Halbleitermaterialien mit großer Bandlücke in der Kristallproduktionstechnologie und im Gerätebau. Es hat eine globale Material-, Geräte- und Anwendungskette in der Industrie gebildet. Es ist ein ideales Halbleitermaterial für Hochtemperatur-, Hochfrequenz-, Strahlungsbeständigkeits- und Hochleistungsanwendungen. Aufgrund der deutlichen Reduzierung des Energieverbrauchs elektronischer Geräte werden Siliziumkarbid-Leistungsbauelemente auch als „grüne Energiebauelemente“ bezeichnet, die die „neue Energierevolution“ vorantreiben.
5. Verstärkungs- und Härtungsmittel
Zusätzlich zu den oben genannten Anwendungen werden Siliziumkarbid-Whisker oder Siliziumkarbid-Fasern häufig als hervorragende Verstärkungs- und Zähigkeitsmittel in Verbundwerkstoffen mit Materialien auf Metall- oder Keramikbasis in Bereichen wie Maschinenbau, Chemieingenieurwesen, Landesverteidigung, Energie und Umweltschutz eingesetzt.
Veröffentlichungszeit: 22. März 2025