碳化硅基本特性及應(yīng)用領(lǐng)域

碳化硅是一種由硅（Si）和碳（C）通過共價鍵結(jié)合而成的超硬化合物，具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、電子、軍工等領(lǐng)域。以下是關(guān)于碳化硅的全面解析：

1、基本特性

化學(xué)式：SiC

莫氏硬度：9.5（僅次于金剛石和立方氮化硼）

密度：3.21 g/cm3

熔點：約2700℃（高溫下仍保持強度）

熱導(dǎo)率：120-270 W/(m·K)（優(yōu)于銅）

化學(xué)穩(wěn)定性：耐酸、耐堿、抗氧化（在空氣中可耐受至1600℃）

電學(xué)性能：寬禁帶半導(dǎo)體（禁帶寬度3.2eV，是硅的3倍），高擊穿電場強度。

2、應(yīng)用領(lǐng)域

（1）傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用

?磨料：切割砂輪、噴砂磨料（黑碳化硅，純度≥98%）。

耐火材料：窯爐襯板、坩堝（利用其耐高溫性）。

陶瓷增強：金屬基/陶瓷基復(fù)合材料（提高耐磨性）。

（2）高端電子與半導(dǎo)體

?功率器件：SiC MOSFET、二極管（用于電動汽車、光伏逆變器，效率比硅器件高30%）。

射頻器件：5G基站、雷達（得益于高電子飽和漂移速度）。

襯底材料：用于GaN外延（如LED、微波器件）。

（3）新興領(lǐng)域

量子技術(shù)：色心缺陷（如硅空位）用于量子傳感。

核工業(yè)：耐輻射涂層。