碳化硅粉末是什么？
碳化硅粉末（SiC），磨料代码C，英文名称Carborundum，是碳和硅的化合物，具有有用的机械和热性能。碳化硅粉末常用于功能陶瓷、磨料和耐磨剂。材料承受温度变化的能力称为抗热震性。快速的温度变化会在材料中引发热应力，并可能产生永久损坏材料的微裂纹。SiC的热导率在120-270W/mK范围内，热膨胀率为4.0x10-6/°C，低于大多数其他半导体材料。
首先，SiC晶格结构由四面体碳原子和硅原子之间的键组成，形成六方晶体的结构。由于这些结合，SiC具有显著的硬度和机械强度，以及低密度、高弹性模量、惰性、低热膨胀、高导热率和高抗热震性。
SiC抗热震性是一种衍生特性——高导热性、低热膨胀性和高强度是导致优异抗热震性的特性。
其次，快速的温度变化会在材料中引起热应力，并会产生永久性损坏的微裂纹。材料承受温度变化的能力被称为抗热震性。与金属和塑料相比，陶瓷因其热性能，尤其是抗热震性而广受欢迎。大多数各向同性陶瓷表现出高的抗热震性和低的热膨胀系数。
当SiC陶瓷受到温度波动时，它们会暴露在极端的温度梯度下，这意味着材料的不同部分的温度会发生变化。由于这种温度梯度，SiC材料在不同的截面中经历不同的膨胀率和收缩率。SiC中的差异变形引起热应力。当热应力超过SiC的断裂强度时，部件或结构劣化或失效。
抗热震性是碳化硅的一个特征。SiC材料由于其高导热性和低热膨胀性而能够承受热冲击。SiC的热导率在120-270W/mK范围内，热膨胀率为4.0x10-6/°C，低于大多数半导体材料。导热性和膨胀性的结合提高了SiC的抗热震性，从而提高了其耐久性。由于SiC具有很高的抗热震性，它被用于制造半导体电子产品、火箭喷嘴、热交换器、内燃机阀门和电动汽车环境。
下表显示了SiC的一些特性：
| 莫氏硬度 |
9.2-9.5 |
| 比重 |
3.2g/cm3 |
| 堆积密度 |
1.2-1.6 g/cm3 |
| 晶型 |
六方晶型 |
| 外观 |
黑色、黑灰色、灰绿色粉末和颗粒，有彩虹光泽 |
| 熔点 |
约2600 °C游离 |
| 使用温度 |
1900℃ |
| 导热率 |
60-200W/M·K |
| 热膨胀率 |
7-9 x10-6 /℃(0-1600℃) |
| 溶解性 |
不溶于水、酒精和酸 |
由于具有高的力重比半径、硬度、无腐蚀性和良好的热性能等有用特性，SiC是一种广泛使用的陶瓷。在高达1650℃的温度下保持弹性电阻也是促使SiC在高温应用中使用的因素之一。
SiC的抗热震性是SiC应用中需要考虑的一个非常重要的参数，因为它会影响材料的断裂。SiC的抗热震性低于氮化硅，高于氧化锆陶瓷。对于温度的快速波动，氮化硅是优选的，但对于适度的温度变化，SiC提供了最好的性能，因为它可以防止内部开裂。
作为硅材料的两种可行替代品，SiC和GaN正在彻底改变电力电子行业。特别地，SiC材料由于其高临界雪崩击穿场、高导热性和宽带隙而对高压功率器件的制造有很高的需求。由于SiC可以承受高电压，因此需要串联连接以满足电压要求的器件更少，从而降低了成本和系统复杂性。此外，SiC在高温下的低导通电阻和操作可靠性使其比硅更适合用于制造功率器件。SiC器件还提供了低的开关和加热损耗，降低了冷却机制的成本。
SiC器件因其独特的特性而经常用于电机、电力驱动器和逆变器。
