碳化矽的物理性質有哪些？

發布日期：2020-02-17 作者：點擊：

碳化矽由於化學性能穩定、導熱係數高、熱膨脹係數小、耐磨性能好，除作磨料用外，還有很多其他用途，例如：以特殊工藝把碳化矽粉末塗布於水輪機葉輪或汽缸體的內壁，可提高其耐磨性而延長使用壽命1～2倍；用以製成的高級耐火材料，耐熱震、體積小、重量輕而強度高，節能效果好。低品級碳化矽（含SiC約85%）是極好的脫氧劑，用它可加快煉鋼速度，並便於控製化學成分，提高鋼的質量。此外，碳化矽還大量用於製作電熱元件矽碳棒。

碳化矽的硬度很大,莫氏硬度為9.5級，僅次於世界上最硬的金剛石（10級），具有優良的導熱性能，是一種半導體，高溫時能抗氧化。

碳化矽至少有70種結晶型態。α-碳化矽為常見的一種同質異晶物，在高於2000 °C高溫下形成，具有六角晶係結晶構造（似纖維鋅礦）。β-碳化矽，立方晶係結構，與鑽石相似，則在低於2000 °C生成，結構如頁麵附圖所示。雖然在異相觸媒擔體的應用上，因其具有比α型態更高之單位表麵積而引人注目，而另一種碳化矽，μ-碳化矽穩定，且碰撞時有較為悅耳的聲音，但直至今日，這兩種型態尚未有商業上之應用。

因其3.2g/cm3的比重及較高的升華溫度（約2700 °C），碳化矽很適合做為軸承或高溫爐之原料物件。在任何已能達到的壓力下，它都不會熔化，且具有相當低的化學活性。由於其高熱導性、高崩潰電場強度及高大電流密度，在半導體高功率元件的應用上，不少人試著用它來取代矽。此外，它與微波輻射有很強的耦合作用，並其所有之高升華點，使其可實際應用於加熱金屬。

純碳化矽為無色，而工業生產之棕至黑色係由於含鐵之不純物。晶體上彩虹般的光澤則是因為其表麵產生之二氧化矽保護層所致。