碳化硅的独特性能和应用

碳化硅的迷人特性

SiC，也称为碳化硅，是硅和碳化物在晶体结构中的组合，大约有250种不同的晶体形式可以找到SiC。碳化硅可以采取许多不同的形式：单个SiC晶粒可以烧结在一起形成坚固的陶瓷;SiC纤维可以添加到聚合物基质中以形成复合材料，并且可以生长大的单个有机硅晶体以用于半导体应用。SiC也以矿物碳硅石的形式出现在自然界中，尽管很少见。

轻巧稳定

SiC的平均密度约为3 g/cm3，这使得其重量相对较轻。它具有化学惰性和耐腐蚀性，即使暴露在高达 800°C 的温度下也不会受到任何酸、熔盐或碱的侵蚀。 SiC是一种非常坚硬和坚固的材料（考虑到其作为研磨材料的应用，这是有道理的）。

SiC具有非常低的热膨胀系数，这意味着即使暴露于极端温度变化，它也能保持尺寸稳定（例如，当暴露于热时不会显着膨胀或在暴露于寒冷时不会显着收缩）。它还具有出色的抗热震性。

崇高的材料

碳化硅最迷人的特性之一是它能够升华：当温度足够高时，SiC跳过液体形式，直接变成气态。这意味着它会变成蒸汽而不是融化。碳化硅的升华温度（发生这种固体到蒸汽转变的地方）约为2700°C（大约是太阳表面温度的一半）。

作为一种半导体材料，金属导电性可以通过氮、铝或硼的大量掺杂来实现。它可以被磷或氮掺杂n型，镓，铝，硼或铍的p型。

碳化硅的众多应用

除了在半导体方面的应用外，SiC还用于防弹背心，陶瓷板，细丝高温测量仪，铸造坩埚和汽车离合器等产品。在电气应用方面，其最早的用途之一是作为高压电力系统中的避雷器，因为工程师和科学家认识到碳化硅即使在高压和高温下也能很好地发挥作用。碳化硅在电子产品中的更现代应用包括肖特基二极管、MOSFET 和电力电子。

无论是用作磨料抛光材料还是肖特基二极管的半导体，SiC 肯定是坚固且多方面的。升华、极端的化学惰性和耐腐蚀性、优异的热性能以及作为单晶结构生长的能力只是其突出性能中的一小部分。

审核编辑：郭婷