21世紀(jì)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)今社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展集中在信息、能源、材料、生物工程等幾個(gè)方面。
碳化硅材料由于其化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、密度小、耐磨性能好、硬度大、機(jī)械強(qiáng)度高、耐化學(xué)腐蝕等特點(diǎn)，在材料領(lǐng)域迅速發(fā)展起來(lái)。
碳化硅陶瓷起始于20世紀(jì)60年代，之前碳化硅主要用于機(jī)械磨削材料和耐火材料。但隨著先進(jìn)陶瓷的發(fā)展，人們已經(jīng)不滿足于制備傳統(tǒng)碳化硅陶瓷，近幾年，各類(lèi)以碳化硅陶瓷為基的復(fù)相陶瓷相繼出現(xiàn)，改善了單相材料的各方面性能，使得碳化硅陶瓷得到了更加廣泛地應(yīng)用。現(xiàn)普遍用于陶瓷球軸承、閥門(mén)、半導(dǎo)體材料、測(cè)量?jī)x、航空航天等領(lǐng)域。
碳化硅是一種人造材料，分子式為SiC，隕石及地殼上偶然存在碳化硅。碳化硅分子量為40.07，密度為3.16～3.2g/cm3。SiC具有α和β兩種晶型，當(dāng)溫度低于1600℃時(shí)，SiC以β-SiC形式存在，當(dāng)高于1600℃時(shí)，β-SiC轉(zhuǎn)變?yōu)?alpha;-SiC的形式。
碳化硅以共價(jià)鍵為主，共價(jià)鍵約占88%。晶格的基本結(jié)構(gòu)是互相穿插的SiC4和CSi4四面體。由于四面體堆積次序的不同形成不同的結(jié)構(gòu)，至今已發(fā)現(xiàn)幾百種變體，常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)如3C-SiC、4H-SiC、6H-SiC等，堆積規(guī)律如圖所示。
碳化硅的化學(xué)穩(wěn)定性與其氧化特性有密切關(guān)系，碳化硅本身很容易氧化，但它氧化之后形成了一層二氧化硅薄膜，氧化進(jìn)程逐步被阻礙。
在空氣中，碳化硅于800℃時(shí)就開(kāi)始氧化，但很緩慢；隨著溫度升高，則氧化速度急速加快。碳化硅的氧化速率，在氧氣中比在空氣中快1.6倍；氧化速率的速度隨著時(shí)間推移而減慢。
純碳化硅是無(wú)色透明的結(jié)晶，工業(yè)碳化硅有無(wú)色、淡黃色、淺綠色、深綠色、淺藍(lán)色、深藍(lán)色及黑色，透明程度歲顏色加深依次降低。磨料行業(yè)把碳化硅按色澤分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩類(lèi)。其中無(wú)色至深綠色歸入綠色碳化硅類(lèi)，淺藍(lán)色至黑色歸入黑色碳化硅類(lèi)。黑色和綠色這兩種碳化硅機(jī)械性能略有不同，綠色碳化硅較脆，制成的磨具富于自銳性；黑碳化硅較韌，因此這兩種碳化硅用途也有所不同。
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本文“工業(yè)陶瓷碳化硅的性質(zhì)”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時(shí)間：2018-06-23 23:58:45
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