1. Применяется к драгоценным камням
В ювелирной промышленности карбид кремния также известен как «муассанит». На рынке чаще всего встречается искусственно синтезированный муассанит, тогда как природный муассанит встречается крайне редко, настолько редко, что его можно было обнаружить только в метеоритных кратерах 50 000 лет назад.
2. Традиционные промышленные применения
В традиционной промышленности карбид кремния в основном используется в качестве огнеупорного материала, абразивного инструмента и металлургического материала, что будет отдельно проанализировано в следующем тексте.
（1） Изделия, устойчивые к высоким температурам:
Благодаря таким свойствам, как коррозионная стойкость, высокая термостойкость, высокая прочность, хорошая теплопроводность и ударопрочность, карбидкремниевые материалы могут использоваться для футеровки различных плавильных печей, компонентов высокотемпературных печей, карбидокремниевых плит, футеровочных плит, опор и ковшей. Высокотемпературные материалы косвенного нагрева, в свою очередь, могут использоваться в цветной металлургии, например, в вертикальных дистилляционных печах, дуговых плитах печей для цинкового порошка, защитных трубках термопар и т.д.; Карбидокремниевые материалы используются для производства современных керамических материалов на основе карбида кремния, обладающих износостойкостью, коррозионной стойкостью и высокой термостойкостью; Карбидокремниевые сопла, лопатки газовых турбин и т.д. Кроме того, карбид кремния является одним из идеальных материалов для солнечных водонагревателей на автомагистралях, взлетно-посадочных полосах самолетов и т.д. Поэтому карбид кремния также имеет распространенное название «огнеупорный песок», которое, несмотря на свою распространенность, в полной мере отражает его огнеупорные свойства.
（2）Износостойкие и коррозионностойкие изделия:
Карбид кремния, главным образом благодаря высокой твёрдости (9,2–9,8 по шкале Мооса), уступающей только самому твёрдому алмазу в мире (10-й уровень), получил название «золотой стальной песок». Он также обладает хорошей химической стабильностью и определённой прочностью и может использоваться для изготовления шлифовальных кругов, наждачной бумаги, шлифовальных лент, масляных брусков, шлифовальных брусков, шлифовальных головок, шлифовальных паст, а также для шлифования и полирования монокристаллического кремния, поликристаллического кремния и пьезоэлектрических кристаллов в электронной промышленности и оптических изделиях.
（3）Металлургическое сырье:
Карбид кремния может использоваться в качестве раскислителя при производстве стали и модификатора структуры чугуна. Он также может использоваться в качестве сырья для производства тетрахлорида кремния и является основным сырьем для производства силиконовых смол. Раскислитель на основе карбида кремния – это новый тип прочного композитного раскислителя, заменяющего традиционные кремниевые и угольные порошки для раскисления. По сравнению с исходным процессом, он обладает более стабильными физико-химическими свойствами, хорошим раскисляющим эффектом, сокращенным временем раскисления, экономит энергию, повышает эффективность сталеплавильного производства, улучшает качество стали, снижает расход сырья, уменьшает загрязнение окружающей среды, улучшает условия труда и повышает комплексную экономическую эффективность электропечей, что имеет важное значение.
3. Оптический отражатель из карбида кремния
Керамические материалы, изготовленные с использованием особых свойств керамики, таких как звук, свет, электричество, магнетизм и тепло, называются функциональной керамикой. Существуют различные типы функциональной керамики, имеющие различное применение, и карбид кремния в основном используется в качестве материала для отражающих зеркал в области функциональной керамики. Керамика на основе SiC обладает высокой удельной жёсткостью, хорошей термической и химической стабильностью, низким коэффициентом тепловой деформации и устойчивостью к космическому излучению. Благодаря специальным производственным процессам можно получать лёгкие корпуса зеркал.
4. Как полупроводниковый материал
Полупроводники третьего поколения являются ключевым материалом и электронным компонентом, поддерживающим инновации, разработку, трансформацию и модернизацию национального оборонного вооружения, мобильной связи 5G, энергетического интернета, транспортных средств на новых источниках энергии, железнодорожного транспорта и других отраслей. Благодаря своей важной роли в обеспечении национальной безопасности, интеллектуальном производстве, модернизации промышленности, энергосбережении и сокращении выбросов, а также в решении других важных стратегических задач, они становятся технологическим центром конкурентной борьбы в мире.
SiC, типичный представитель полупроводниковых материалов третьего поколения, в настоящее время является одним из наиболее зрелых и широко используемых широкозонных полупроводниковых материалов в технологии производства кристаллов и производстве устройств. Он сформировал глобальную цепочку производства материалов, устройств и приложений. Это идеальный полупроводниковый материал для высокотемпературных, высокочастотных, радиационно-стойких и мощных приложений. Благодаря значительному снижению энергопотребления электронных устройств силовые устройства на основе карбида кремния также известны как «устройства зелёной энергии», являющиеся движущей силой «новой энергетической революции».
5. Армирующий и упрочняющий агент
Помимо вышеуказанных применений, нитевидные кристаллы карбида кремния или волокна карбида кремния широко используются в качестве превосходных армирующих и упрочняющих агентов в композитных материалах с металлическими или керамическими материалами в таких областях, как машиностроение, химическое машиностроение, национальная оборона, энергетика и охрана окружающей среды.
Время публикации: 22 марта 2025 г.