碳化硅又称金钢砂或耐火砂。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加NaCl)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3。20~3。25,显微硬度为2840~3320kg/mm2。例如使用到机械密封件上,可以称为碳化硅密封环,可以分为静环、动环、平环等。其中:黑碳化硅是以石英砂,石油焦和硅石为主要原料,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,性脆而锋利。绿碳化硅是以石油焦和硅石为主要原料,添加NaCl作为添加剂,通过电阻炉高温冶炼而成。
碳化硅在各个领域都有广泛的应用。碳化硅具有许多优点,使其成为许多传统材料无法替代的选择。碳化硅具有热导率和热稳定性。它的热导率是金属的3倍,而且在高温下仍然能够保持稳定的性能。炉衬寿命的长短与金属炉料受氧化程度(废钢中形成的锈蚀)、炉料带入的低熔点化合物的影响有关。这使得碳化硅成为高温应用的理想材料,例如热交换器、炉具和高温传感器等。此外,碳化硅还具有优异的耐热性,能够在高温环境下长时间稳定工作,不易发生变形。
碳化硅还具有优异的电性能。它是一种半导体材料,具有较高的电子迁移率和较低的电阻率。这使得碳化硅在电子器件领域中具有广泛的应用潜力。因为碳化硅在熔融钢水中分解并和钢水中的游离氧、金属氧化物反应生成CO和含硅炉渣。例如,碳化硅可以用于制造高功率电子器件,如功率变换器、功率放大器和高频开关等。此外,碳化硅还具有较低的电容和电感,能够实现更高的工作频率和更小的尺寸,因此在无线通信、雷达等领域中也有广泛的应用。