中國(guó)粉體網(wǎng)訊 碳化硅具有化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好等特點(diǎn)，常用作耐磨材料、結(jié)構(gòu)陶瓷、耐火材料和金屬冶金等傳統(tǒng)領(lǐng)域中。同時(shí)碳化硅微粉又是一種很好的光伏材料。隨著傳統(tǒng)資源的日益枯竭，光伏產(chǎn)業(yè)得到迅速發(fā)展，高品質(zhì)碳化硅微粉是光伏產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)——晶硅片生產(chǎn)過程中的專用材料。
一.碳化硅簡(jiǎn)介
碳化硅又稱碳硅石、金剛砂或耐火砂。屬六方晶體，比重為3.20～3.25，莫氏硬度為9.5，顯微硬度為2840～3320kg/mm2。我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的碳化硅分為黑碳化硅和綠碳化硅兩種。
黑碳化硅：含SiC約95%，強(qiáng)度比綠碳化硅大，其韌性高于綠碳化硅，大多用于加工抗張強(qiáng)度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等。
綠碳化硅：含SiC97%以上，自銳性好，大多用于加工硬質(zhì)合金、鈦合金和光學(xué)玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速鋼刀具。
二.碳化硅微粉的生產(chǎn)工藝
由于碳化硅在自然界中的存在極少，因此，碳化硅的生產(chǎn)主要由人工合成。 黑碳化硅和綠碳化硅的主要原料略有不同。其中黑碳化硅的原料是：石英砂、石油焦和優(yōu)質(zhì)硅石。綠碳化硅的原料是石油焦和優(yōu)質(zhì)硅石，同時(shí)以食鹽做添加劑。在溫度為2000~2500℃的電爐內(nèi)合成，具體方程式為
SiO2+3C→SiC+2CO -46.8KJ（11.20kcal）。然后煉得的碳化硅塊，經(jīng)破碎、酸堿洗、磁選和篩分或水選而制成各種粒度的碳化硅粉。具體流程圖如下：
三.國(guó)內(nèi)生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀
中國(guó)碳化硅冶煉的生產(chǎn)工藝、技術(shù)裝備和單噸能耗都達(dá)到世界領(lǐng)先水平。黑、綠碳化硅原塊的質(zhì)量水平也屬世界級(jí)。但是與國(guó)際相比，中國(guó)碳化硅的成產(chǎn)還存在以下問題：（1）生產(chǎn)設(shè)備不先進(jìn)，很多工序依靠人力完成，人均產(chǎn)量較低。（2）碳化硅的分散工藝不先進(jìn)，微粉的質(zhì)量管理不精細(xì)，穩(wěn)定性不夠。（3）某些尖端產(chǎn)品的性能指標(biāo)與發(fā)達(dá)國(guó)家同類產(chǎn)品相比有一定差距（4）國(guó)內(nèi)冶煉過程產(chǎn)生的CO直接排放，而國(guó)外是封閉冶煉，全部回收。
四.碳化硅的應(yīng)用領(lǐng)域
由于碳化硅具有高的高溫強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性、高耐腐蝕性和特殊的物理性能等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于陶瓷材料，耐火材料和金屬冶金等領(lǐng)域中。同時(shí)碳化硅超細(xì)微粉也是一種很好的光伏材料，常用作太陽(yáng)能，半導(dǎo)體材料或新型節(jié)能材料的制作中。
（1）建材陶瓷砂輪工業(yè)
利用碳化硅的導(dǎo)熱系數(shù)大，高熱強(qiáng)度大的特性，制造薄板窯具，不僅能減少窯具容量，還提高了窯爐的裝容量和產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，是陶瓷釉面烘烤燒結(jié)理想的間接材料。同時(shí)加入碳化硅制作的碳化硅陶瓷也是陶瓷制品中耐高溫效果較好的。
（2）有色金屬冶煉領(lǐng)域
利用碳化硅具有耐高溫,強(qiáng)度大,導(dǎo)熱性能良好,抗沖擊,作高溫間接加熱材料,如堅(jiān)罐蒸餾爐，精餾爐塔盤,鋁電解槽,銅熔化爐內(nèi)襯,鋅粉爐用弧型板,熱電偶保護(hù)管等。
（3）鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用
利用碳化硅的耐腐蝕，抗熱沖擊耐磨損，導(dǎo)熱好的特點(diǎn)，用于大型高爐內(nèi)襯提高了使用壽命。
（4）冶金選礦行業(yè)的應(yīng)用
碳化硅硬度僅次于金剛石,具有較強(qiáng)的耐磨性能,是耐磨管道、葉輪、泵室、旋流器,礦斗內(nèi)襯的理想材料,其耐磨性能是鑄鐵.橡膠使用壽命的 5—20 倍。
（5）節(jié)能材料
利用良好的導(dǎo)熱和熱穩(wěn)定性，碳化硅用作熱交換器的制造中，可以減少燃耗20%，節(jié)約燃料35%。碳化硅新材料還廣泛應(yīng)用于航空航天中。我國(guó)首臺(tái)火星車或?qū)⒂娩X基碳化硅等多種材料制造。
（6）半導(dǎo)體光伏產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用
由于碳化硅材料具有寬能級(jí)、高擊穿電場(chǎng)、高熱傳導(dǎo)率以及高飽和電子遷移速度等獨(dú)特、優(yōu)良的物理和電子特性，使其成為半導(dǎo)體領(lǐng)域的最佳材料。如：藍(lán)色發(fā)光二極管、紫外線探測(cè)器、高壓二級(jí)管、大功率微波器、以及各種耐高溫的高頻器件等。
五.小結(jié)
雖然碳化硅的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，但是傳統(tǒng)碳化硅的產(chǎn)能過剩，市場(chǎng)需求也已經(jīng)飽和。企業(yè)可以通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，采用更先進(jìn)的設(shè)備和分散技術(shù)，提高人均產(chǎn)量并制作出更高端更精細(xì)的碳化硅產(chǎn)品，來提升碳化硅產(chǎn)品的附加值。同時(shí)，由于國(guó)家對(duì)環(huán)保的高度重視，如何處理碳化硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染也是影響碳化硅市場(chǎng)前景的重要因素。
