碳化硅(siliconcarbides)

硅與碳元素以共價(jià)鍵結(jié)合的非金屬碳化物。化學(xué)式為SiC。它分為人工合成碳化硅和天然碳化硅。天然碳化硅稱為碳硅石，主要賦存于金伯利巖及火山角閃巖中，但其量甚少，無開采價(jià)值。

碳化硅是由美國工程師艾奇遜(E．G．Acheson)在1991年電熔金剛石時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)的一種碳化物。當(dāng)時(shí)誤認(rèn)為是和剛玉的化合物，取名金剛砂。1893年，艾奇遜研究出制造碳化硅的工業(yè)方法，以炭質(zhì)材料為爐芯的電阻爐，通電加熱SiO₂和炭的混合物，反應(yīng)生成碳化硅的專利方法(美國專利492767號)。

工業(yè)用碳化硅為人造碳化硅，SiC含量為95％～99．5％，常含少量的游離碳，以及Fe₂O₃、Si和SiO₂等雜質(zhì)。碳化硅按結(jié)晶類型可分為六方晶系(α-SiC)和立方晶系(β-SiC)，六方晶系又因其結(jié)晶排列的周期性不同有六方晶胞的晶型(2H、4H、6H……等)和菱形晶胞的晶型(15R、21R、27R……等)，碳化硅的同質(zhì)多晶結(jié)構(gòu)有100多種。工業(yè)碳化硅為α-SiC和β-SiC的混合物，顏色有黑色和綠色兩種。純凈的碳化硅為無色透明，含雜質(zhì)時(shí)呈黑色、綠色、藍(lán)色及黃色。六方和立方晶系，晶體為板狀，復(fù)三方柱狀。具有玻璃光澤，密度為3．17～3．47g／cm³，莫氏硬度9．2，顯微硬度130380～33320MPa；熔點(diǎn)：在大氣中2050_C開始分解，在還原氣氛下2600c開始分解；彈性模量為466、480MPa；抗拉強(qiáng)度為171．5MPa；耐壓強(qiáng)度為1029MP_a；線膨脹系數(shù)為(25～1000C)5.0×10^-6／℃；熱導(dǎo)率(20IC)為59W／(m•K)。化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在HCl、H₂SO₄和HF中煮沸也不受浸蝕，但在濃H₃PO₄中于230℃開始分解。

碳化硅可用作研磨材料、耐火材料、電阻發(fā)熱元件及脫氧劑等。在耐火材料工業(yè)中，碳化硅用來生產(chǎn)各種碳化硅磚，也可用作添加劑或抗氧化劑。