【设计师陶瓷库-11】碳化硅：可以媲美钻石的材料

碳化硅

碳化硅俗称金刚砂，宝石名称钻髓，为硅与碳相键结而成的陶瓷状化合物，碳化硅在大自然以莫桑石这种稀罕的矿物的形式存在。

自1893年起碳化硅粉末被大量用作磨料。将碳化硅粉末烧结可得到坚硬的陶瓷状碳化硅颗粒，并可将之用于诸如汽车刹车片、离合器和防弹背心等需要高耐用度的材料中，在诸如发光二极管、早期的无线电探测器之类的电子器件制造中也有使用。

如今碳化硅被广泛用于制造高温、高压半导体。通过Lely法能生长出大块的碳化硅单晶。人造莫桑石的宝石就是通过切割由Lely法制备的大块碳化硅单晶来获得的。

碳硅石是碳化硅的另一种形式，被当作一种硬度接近钻石的宝石进行销售，但其透明度更高，它为日益多样化的陶瓷材料世界增加了色彩。

来源

自然界中的莫桑石仅微量分布于某几种陨石、刚玉矿床和金伯利岩中。几乎世界上所有的碳化硅固体，包括莫桑石制成的珠宝都来自于人工合成。虽然地球上的碳化硅非常稀有但在宇宙空间中却相当常见。宇宙中的碳化硅通常是碳星周围的宇宙尘埃中的常见成分。

特性

抗热性高

耐磨性极高

硬度极高

抗压强度高

导热系数高

化学惰性强

加工工艺

碳化硅可以使用多种不同的技术来进行加工。

用粉末干压成型

烧结成型，陶瓷注射成型

静压成型，挤出成型，注浆成型

也可使用机加工，砂轮磨削

优缺点

加工手段多样

硬度高

强度高

导热性强

——

资源稀少

绿色指数

★★

碳化硅在结晶状态下被认为是一种有害物质，会对眼睛，皮肤和肺造成刺激

同时还会破坏环境。

碳化硅设计案例欣赏