碳化硅的性能及用途

五盟陶瓷
2024-03-07

碳化硅在诸多应用领域基本上都是它五类产品的应用反映,即先进陶瓷、耐火保温材料、磨料磨具、半导体元器件及冶金工业原料。

1、结构力学性能:高硬度(克莫氏硬度为3000kg/mm2),能够激光切割绿宝石;高耐磨性能,仅次金钢石。

2、热力学性能:导热系数超出金属铜,是Si的3倍,是GaAs的8~10倍,排热性能好,对于大电力电子器件至关重要。SiC的耐热性比较高,在常压下不太可能熔融SiC。

3、有机化学性能:耐蚀性特别强,常温下基本上可以抵抗一切已知腐蚀剂。SiC表层易氧化形成SiO2层析,可防止其进一步氧化,在高过1700℃时,这一层氧化膜熔融并迅速发生氧化反映。

4、电力学性能:4H-SiC和6H-SiC带隙大约为Si的3倍,是GaAs的2倍;其穿透场强高过Si一个数量级,饱和状态电子器件飘移平均速度是Si的2.5倍。4H-SiC的带隙比6H-SiC比较宽。下表为几类半导体器件特点较为。

碳化硅的特征

在碳化硅中,Si-C之间的均值键能为3000kJ/mol,由于具有高的化学键构造,碳化硅具有许多良好的性能,例如耐热、高硬度、高韧性、低线膨胀系数、良好的抗热震性、高热传导率、抗蠕变性和耐化学性等。

高温下(不得超过1600℃),碳化硅强度基本不减少,可以保持良好引线键合抗压强度,适用髙压持续高温、损坏、辐射源、腐蚀等一些条件比较严酷的工业应用。碳化硅在功能陶瓷和高级耐火材料的配制中可作为原料,也可作为铸造行业的原料,还可用于耐磨材料应用。

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