1. Применяется к драгоценным камням.
В ювелирной промышленности карбид кремния также известен как «муассанит». Наиболее распространенные на рынке материалы — это искусственно синтезированный муассанит, в то время как природный муассанит встречается крайне редко, настолько редко, что он появился лишь в метеоритных кратерах 50 000 лет назад.
2. Традиционные промышленные применения
В традиционной промышленной сфере карбид кремния в основном используется в качестве огнеупорного материала, абразивного инструмента и металлургического материала, которые будут рассмотрены отдельно в дальнейшем тексте.
(1) Изделия, устойчивые к высоким температурам:
Благодаря таким характеристикам коррозионной стойкости, термостойкости, высокой прочности, хорошей теплопроводности и ударопрочности, материалы из карбида кремния могут использоваться для футеровки различных плавильных печей, высокотемпературных компонентов печей, пластин из карбида кремния, футеровочных плит, опор и ковшей. С другой стороны, высокотемпературные материалы для косвенного нагрева могут применяться в металлургической промышленности, например, в вертикальных перегонных печах, дуговых плитах для печей с цинковым порошком, защитных трубках термопар и т. д.; используются для производства современных керамических материалов из карбида кремния, обладающих износостойкостью, коррозионной стойкостью и термостойкостью; также могут использоваться для изготовления сопел ракет, лопаток газовых турбин и т. д. Кроме того, карбид кремния является одним из идеальных материалов для солнечных водонагревателей на автомагистралях, взлетно-посадочных полосах и т. д. Поэтому карбид кремния также имеет распространенное название «огнеупорный песок», которое, несмотря на свою распространенность, в полной мере демонстрирует его огнеупорные свойства.
(2)Износостойкие и коррозионностойкие изделия:
В основном благодаря высокой твердости карбида кремния (9,2-9,8 по шкале Мооса, уступающей только самому твердому в мире алмазу (уровень 10)), его часто называют «золотым стальным песком». Он также обладает хорошей химической стабильностью и определенной прочностью, и может использоваться для изготовления шлифовальных кругов, наждачной бумаги, шлифовальных лент, масляных камней, шлифовальных блоков, шлифовальных головок, шлифовальных паст, а также для шлифовки и полировки монокристаллического кремния, поликристаллического кремния и пьезоэлектрических кристаллов в электронной промышленности при производстве оптических изделий.
(3) Металлургическое сырье:
Карбид кремния может использоваться в качестве раскислителя при выплавке 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 сильнодействующего композитного раскислителя, заменяющий традиционные порошки кремния и углерода для раскисления. По сравнению с исходным процессом, он обладает более стабильными физико-химическими свойствами, хорошим эффектом раскисления, сокращенным временем раскисления, экономией энергии, повышением эффективности выплавки стали, улучшением качества стали, снижением расхода сырья, уменьшением загрязнения окружающей среды, улучшением условий труда и повышением комплексной экономической эффективности электропечей, что имеет важное значение.
3. Материал оптического отражателя из карбида кремния
Керамические материалы, изготовленные с использованием особых физических свойств керамики, таких как звук, свет, электричество, магнетизм и тепло, называются функциональной керамикой. Существуют различные типы функциональной керамики с разными областями применения, и карбид кремния в основном используется в качестве отражающего зеркального материала в области функциональной керамики. Керамика SiC обладает высокой удельной жесткостью, хорошей термической и химической стабильностью, низким коэффициентом термической деформации и устойчивостью к облучению космическими частицами. Благодаря специальным технологиям изготовления можно получить легкие зеркальные корпуса.
4. В качестве полупроводникового материала
Полупроводники третьего поколения являются ключевым материалом и электронным компонентом, поддерживающим инновации, разработку, трансформацию и модернизацию вооружений национальной обороны, мобильной связи 5G, энергетического интернета, электромобилей, железнодорожного транспорта и других отраслей. Благодаря своей важной роли в обеспечении национальной безопасности, интеллектуальном производстве, модернизации промышленности, энергосбережении и сокращении выбросов, а также другим важным стратегическим потребностям, они становятся техническим конкурентным преимуществом в мире.
Карбид кремния (SiC), как типичный представитель полупроводниковых материалов третьего поколения, в настоящее время является одним из наиболее зрелых и широко используемых широкозонных полупроводниковых материалов в технологиях производства кристаллов и устройств. Он сформировал глобальную цепочку производства материалов, устройств и применений. Это идеальный полупроводниковый материал для высокотемпературных, высокочастотных, радиационно-стойких и мощных применений. Благодаря значительному снижению энергопотребления электронных устройств, силовые устройства на основе карбида кремния также известны как «зеленые энергетические устройства», движущие «новой энергетической революцией».
5. Армирующий и упрочняющий агент
Помимо вышеперечисленных применений, вискеры или волокна карбида кремния широко используются в качестве превосходных армирующих и упрочняющих агентов в композитных материалах на основе металлов или керамики в таких областях, как машиностроение, химическая инженерия, оборона, энергетика и охрана окружающей среды.
Дата публикации: 22 марта 2025 г.