碳化硅的性能及用途
碳化硅不仅是优良的耐火材料，也是工业中常用的研磨材料、防腐材料和导热材料。工业产品中使用的碳化硅都是在2200-2500°高温下人工合成的碳化硅，在自然界种几乎不存在。人工合成碳化硅的主要原材料是石英砂（硅石）、石油焦，辅料是木屑、食盐等。其中，石英砂的主要成分是SiO2，为碳化硅提供硅元素，石油焦主要成分是是C，为碳化硅提供碳元素。辅料不参与冶炼反应过程，木屑的作用是增加炉料的透气性，食盐只添加到绿碳化硅的冶炼中，使碳化硅呈现绿色的颜色。
碳化硅从颜色上看，分为黑色碳化硅和绿色碳化硅，纯度和硬度有所不同。一级黑碳化硅的纯度比绿碳化硅略低，SiC含量不低于98%，绿碳化硅SiC含量不低于99%。他们都是α相的碳化硅晶体。无论是绿碳化硅，还是黑碳化硅，他们都具有以下共同的特点：
1. 高温化学稳定性：碳化硅具有极高的熔点和良好的耐高温性能，能够在高温环境下保持稳定的物理和化学性质。碳化硅在1400°温度下不会发生氧化，而是在晶体表面生成一层二氧化硅薄膜抗氧化层。该层薄膜也使得碳化硅外观呈现五彩斑斓的彩虹光泽。
2. 良好的耐高温性能：碳化硅的熔点非常高，可承受1800-1900°的高温，2300°下游离。碳化硅在高温下强度和耐冲击性也很好，是钢铁生成中常用的耐火材料。
3. 高硬度：碳化硅具有极高的硬度，仅仅低于金刚石。这使得碳化硅在磨擦、切割和研磨等领域具有优异的耐磨和研磨性能。在莫氏硬度中，金刚石的硬度为莫氏10.0，绿碳化硅硬度为莫氏9.4-9.5（维氏硬度33-34Gpa），黑碳化硅硬度为莫氏9.2-9.3（维氏硬度28-32Gpa）。
4. 优异的耐腐蚀性：碳化硅对大多数酸和碱具有良好的抗腐蚀性能。它不与强酸和强碱发生反应，能够在复杂的温度和化学环境下长时间稳定使用。
5. 优良的热导性：碳化硅具有较高的热导率，常温下碳化硅的导热系数为60-200 W/M·K,可以有效传递热量，因此常被用作导热材料或导热涂层，如散热片和热沉等。
6.较低的热膨胀系数：碳化硅的热膨胀系数为3.9-4.5 x10-6/ ℃，用以制成耐火制品和
碳化硅陶瓷，不易发生蠕变和变形。
7. 优异的绝缘性能：碳化硅具有较高的绝缘性能，可以在高温和高电场条件下保持稳定的绝缘性能，因此常被用作电子元件和绝缘材料，也是生成碳化硅陶瓷的主要原材料。
8. 较低的体积密度：碳化硅的比重为3.2g/cm3，低于大多数金属和刚玉。
9. 脆性和韧性：碳化硅虽然硬度很高，但是脆性强，韧性稍差。黑碳化硅的韧性比绿碳化硅的韧性高一些。
碳化硅的用途非常广泛，主要包括以下几个方面：
1. 磨料和磨具：碳化硅具有优异的耐磨性能，广泛用于制备磨具产品。黑碳化硅适用于生产研磨轮、水砂纸、碳化硅磨料刷、钢纸砂盘、纤维磨轮等，用于研磨金属、合金、木材和普通玻璃等。绿碳化硅适用于生产树脂砂轮、金刚石砂轮、水磨片、珩磨油石、PVA砂轮、菱苦土磨块等磨具产品。
3. 研磨行业：碳化硅作为磨料，可广泛用于大理石、花岗岩、钛合金、铜合金的喷砂钝化，典型的用途是对碳化钨硬质合金进行开刃钝化处理。碳化硅微粉用于双面研磨机，对合金、陶瓷制品进行加水研磨，达到理想的表面粗糙度。另外，碳化硅作为滚动研磨机的研磨介质，可以与研磨石或核桃砂共同作用，对不锈钢、合金、玉石工件进行去毛刺和抛光研磨。
3. 陶瓷制品：碳化硅可用于制备各种陶瓷产品，如陶瓷密封件、陶瓷轴承、陶瓷管道、碳化硅喷嘴等，也可以用来生产泡沫陶瓷、冶金碳化硅陶瓷过滤膜、柴油颗粒捕集器陶瓷膜，还常用于生产防!弹陶瓷板、碳化硅-碳化硼复合陶瓷等工业陶瓷。
4. 耐火材料：碳化硅可用以制成耐火砖、碳化硅坩埚、碳化硅炉料等产品，在钢铁行业生产中起重要的作用。
5. 涂料行业：碳化硅具有很高的耐磨、耐腐蚀性能，添加于特氟龙不沾(铁氟龙）涂料、UV涂料、氟碳涂料中，可以大大提高涂料的耐氧化、耐腐蚀能力，广泛用于室外建筑涂料、电厂涂料、船舰涂料中。
6. 电子器件：碳化硅具有良好的热传导性能和高温稳定性，常被用于制备电子散热器、电子封装材料、功率半导体器件等。
除以上应用之外，碳化硅还广泛应用于化学工业、航空航天、汽车制造等领域，发挥着重要的作用。
