什么是碳化硅？

碳化硅在高温下具有极高的强度、硬度、耐腐蚀性、抗热震性和耐热震性。

反应结合碳化硅（RBSiC）是通过将液态硅渗入具有精确尺寸的多孔碳或石墨预型件而生产出来的。这种工艺可生产出具有精确尺寸的高密度产品。

硬度

碳化硅（SiC）是一种坚不可摧的陶瓷材料，能够承受高温、化学腐蚀和机械磨损。作为最常用的磨粒之一，碳化硅的平均莫氏硬度为 9，可与金刚石媲美。碳化硅具有出色的抗侵蚀性和热稳定性，非常适合在加工过程中要求快速和公差的应用。

烧结碳化硅和反应结合碳化硅是碳化硅的两种主要形式。反应结合碳化硅的密度较高，但延展性和强度较低；生产过程包括将液态硅渗入多孔金属或陶瓷体，以便与存在的碳分子发生反应，填充孔隙，然后烧结形成致密的固体块。

烧结碳化硅（SSiC）是通过将粉末状 a-SiC 与烧结添加剂一起压制和烧结成固体材料而制成的，通常用于要求高强度和高硬度的应用。SSiC 有各种形状和尺寸，可满足不同行业的需求。

烧结是一种热化学反应，在这种反应中，粉末颗粒结合成一块固态材料，在相对较低的温度和较短的烧结时间内形成一块单一、均匀的材料。因此，与纯 CVD a-SiC 制造工艺相比，SSiC 是一种具有优异机械性能和耐化学性的经济型材料。

耐腐蚀性

碳化硅对盐酸和硫酸等侵蚀性环境具有出色的耐化学性。此外，碳化硅的独特结构可形成表面保护层，提供最大程度的保护。这就是碳化硅对碱类（如钾碱和苛性钠）以及硝酸等氧化性酸具有高性能的原因。这种耐腐蚀性可归因于其固有的特性，即在其表面形成钝化层。

这一层的作用是防止基体与侵蚀物质直接接触，并防止氧气通过基体扩散，从而大大降低腐蚀率。其成分和厚度取决于各种因素，如制造材料、暴露温度或部件所处的直接化学环境。

反应结合碳化硅（RB SiC）优于传统的烧结碳化硅（SSiC）。RB 碳化硅是通过将液态硅渗入多孔碳或石墨预型件中生产出来的，具有卓越的硬度和强度，以及良好的抗热震性和耐腐蚀性。

此外，RB SiC 凭借其高度致密的微观结构和通过反应烧结实现的低加工温度，表现出卓越的压缩、拉伸和弯曲强度。此外，其抗弯强度随着残留硅尺寸的减小而增加；当硅颗粒尺寸控制在 100nm 以下以获得最佳测试结果时，抗弯强度已超过 1000 MPa。

导热性

碳化硅（SiC）是最坚硬的陶瓷材料之一，具有出色的耐磨性、温度稳定性和导热性能。此外，碳化硅的耐腐蚀性和抗热震性也是市场上其他材料无法比拟的。反应键合碳化硅可通过反应键合或直接烧结的方法制造；反应键合碳化硅的硬度较低，但与直接烧结的碳化硅相比，其成本效益高且更易于加工。

碳化硅的导热性在很大程度上取决于其烧结方法和添加剂的使用。例如，与不使用添加剂的样品相比，使用 9 重量 % Y2O3-Er2O3 烧结的碳化硅的电阻率要低得多；这可能是由于碳化硅相中存在大量空位和结晶缺陷，从而降低了热导率。

烧结添加剂在烧结前添加到碳化硅粉末中，以增加成品的密度，从而提高密度。但遗憾的是，添加这些添加剂可能会提高烧结温度，降低抗弯强度；因此，必须在碳化硅陶瓷的导热性和抗弯强度之间找到平衡点。这可以通过选择适当的烧结添加剂和相应地调整烧结工艺来实现；此外，清洁的晶界有助于提高热导率，因为它们有助于减少晶粒和空隙之间的热损失，从而提高热导率，进而减少晶粒/空隙之间的热损失，进一步提高热导率；另外，清洁的晶界还有助于通过减少晶粒/空隙之间的热损失来提高热导率，最终提高晶粒/空隙之间的热导率，从而提高陶瓷的热导率。

耐化学性

碳化硅以其在各种化学环境中的抗腐蚀性而著称。这主要归功于其表面形成的氧化层，该氧化层可保护其不与任何潜在的腐蚀性化学物质直接接触，同时作为一种惰性材料，其化学反应活性极低，这进一步增强了其耐腐蚀性。

在非氧化物陶瓷中，无压烧结碳化硅陶瓷具有最高的耐腐蚀性，可耐受所有常见酸（盐酸、硫酸、氢溴酸和氢氟酸）、所有碱（钾胺和苛性钠）以及硝酸等氧化介质。不过，它的耐磨性不如钴铬硬质合金碳化钨，而金刚石的耐磨性更强。

反应结合碳化硅的耐腐蚀性和耐磨性可能不如反应结合碳化硅，但它的高硬度、高温强度和导热性使其适用于密封面、泵部件和其他高性能应用。此外，碳化硅还是热膨胀系数最低的非氧化物陶瓷之一，可在各种工业环境中发挥最佳性能。

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