碳化硅是什么材料制成的(碳化硅是什么材料制成的原理)

浮思特|碳化硅(SiC)的历史和应用。

碳化硅（SiC），亦称为金刚砂，是由硅和碳组成的唯一合成物。

虽然在自然界中以碳硅石矿物的形式存在，但相对罕见。

自1893年起，粉状碳化硅便开始大规模生产，并用作研磨剂。

碳化硅在研磨领域的应用超过一百年，主要用于磨轮和其他研磨应用。

借助现代技术，人们成功开发出高品质的工业级陶瓷材料，这些材料展现出卓越的机械性能，包括高硬度、高强度、低密度、高弹性模量、高抗热震性、出色的化学稳定性、高导热性和低热膨胀系数。

这些陶瓷材料广泛应用于汽车制动系统、离合器以及用于防弹背心的陶瓷板等领域。

此外，碳化硅在高温和（或）高压环境下的半导体电子设备中也有应用，例如火焰点火器、电阻加热元件以及恶劣环境下的电子元器件。

在汽车领域，碳化硅主要用于制造高性能的“陶瓷”制动盘。这些制动盘采用碳纤维增强碳化硅（C/SiC）复合材料，其中硅与复合材料中的石墨结合。这种技术应用于一些高性能轿车、超级跑车以及其他顶级汽车型号。

碳化硅还用作油品添加剂，以减少摩擦、散热和谐波。

碳化硅的早期应用之一是LED。

商用SiC基LED于20世纪70年代开始生产，而氮化镓（GaN）LED的发光亮度比SiCLED高出数十倍甚至数百倍，因此SiCLED的生产几乎停止。

然而，SiC仍然作为GaN设备的基底广泛使用，同时还用作高功率LED的散热器。

SiC避雷器是碳化硅在电气领域的早期应用之一。当电源线受到雷击时，SiC避雷器将雷击电流导向地，从而避免了潜在的危害。然而，避雷器中使用的火花隙并不总是可靠，因此无火花隙设计的SiC避雷器大多被采用。

SiC在电力电子中的应用包括肖特基二极管（SBD）、J型场效应晶体管（JFET）以及金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。SiCSBD已广泛用于IGBT电源模块和功率因数校正（PFC）电路。

碳化硅基电力电子元件备受关注，因为其掺杂密度几乎比硅基设备高出百倍，从而在低导通电阻下获得高阻断电压。

然而，生产SiC基电子元件本身面临一些挑战，主要是消除缺陷，以及解决二氧化硅和SiC之间的界面问题。

碳化硅仍然用作许多工业应用中的研磨剂，例如在电子行业中，它主要用作光导纤维两端在拼接之前的抛光膜。

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碳化硅是什么材料制成的原理

合成碳硅石学名是莫桑石，一般鉴定证书上都会写合成碳硅石，俗称莫桑石，又叫莫桑钻，是市场上一种重要的钻石替代品，通常被切割成品，作为钻石的替代品出售。

薄片碳硅石拉曼光谱在中国科学院地质和地球物理研究所测定，工作条件为LM2000,Ar+激光波长514nm，功率20nW，光阑25μm。

红外光谱测试在中国科学技术大学七系红外光谱实验室进行，工作条件为:FT_IRNicolet5700，附IR显微镜的光谱仪，分辨率80cm-1，光阑69μm，扫描次数128，测试范围500～2000cm-1。

单晶用透射光模式，薄片中晶体用反射光模式以减少树胶和载玻片的干扰。

测试方法：

人工重砂制样由经过清洗的破碎机破碎，再经过磁力和重液分选，然后用双目镜挑选，最后用偏光显微镜确认。

薄片用人造金刚石刀片切片，磨料为刚玉粉。

偏光显微镜为OlympusBX60，照片由连接显微镜的OlympusDP11数码照相机拍摄。

单晶碳硅石拉曼光谱测定在国土资源部大陆动力学实验室和南京大学内生金属矿床机制研究国家重点实验室进行，工作条件均为LM1000,Ar+激光波长514nm，功率2nW，光阑50μm。