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發布時間：2021-01-20 03:42
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SiC所具有的高導熱性、高強度、熱膨脹低、與爐渣難以反映等優良特性被作為爐渣反應和高溫剝落嚴重部位耐火材料的主要原料使用。
隨著SiC加入量的增加其抗渣性能有一定的提高。SiC在高溫下的氧化是SiC質耐火材料損毀室溫主要原因，根據熱力學計算，SiC在高溫下氧化氣氛下的不穩定是十分顯著的，然后它卻可以在1600℃的氧化氣氛下長期使用，著很大程度上是由于形成SiO2保護膜的結果。
（一）碳化硅的合成和用途
碳化硅的合成是在一種特殊的電阻爐中進行的，這個爐子實際上就只是一根石墨電阻發熱體，它是用石墨顆粒或碳粒堆積成柱狀而成的。這根發熱體放在中間，上述原料按硅石52%~54%，焦炭35%，木屑11%，工業鹽1.5%~4%的比例均勻混合，緊密地充填在石墨發熱體的四周。當通電加熱后，混合物就進行化學反應，生成碳化硅。其反應式為：
SiO2 3C→SiC 2CO↑
反應的開始溫度約在1400℃，產物為低溫型的β-SiC，基結晶非常細小，它可以穩定到2100℃，此后慢慢向高溫型的α-SiC轉化。α-SiC可以穩定到2400℃而不發生顯著的分解，至2600℃以上時升華分解，揮發出硅蒸氣，殘留下石墨。所以一般選擇反應的終溫度為1900~2200℃。反應合成的產物為塊狀結晶聚合體，需粉碎成不同粒度的顆粒或粉料，同時除去其中的雜質。
一般來說，碳化硅耐火材料具有多方面的優良性能，例如，在比較寬的溫度范圍內具有高的強度、高的抗熱震性、優良的耐磨性能、高的熱導率、耐化學腐蝕性等。不過，也應看到，它的弱點是能力差，由此而造成高溫積脹大、變形等降低了使用壽命。
為了提高碳化硅耐火材料的性能，在結合劑方面做了不少的選擇工作。使用粘土(包括氧化物)結合，但并未能起到保護作用，碳化硅顆粒仍然受到氧化和侵蝕。50年代末，選擇用氮化硅(Si3N4)結合，作為碳化硅耐火材料的改進產品，確實具有很好的性(見圖1)，且無顯著的膨脹現象。但是價格較貴；加之在反復加熱冷卻時有突然破壞的可能；而氮化硅本身的網絡結構帶有滲透性，不能從根本上保護碳化硅不被氧化。60年代初，又出現了用氧氮化硅(Si2ON2)結合的碳化硅耐火材料，比之氮化硅結合具有更好的性能，因為氧氮化硅粘附于碳化硅表面的氧化硅薄膜，并與其反應形成和碳化硅牢固結合的連續保護膜。同時，這種材料的價格適當，相當于用氧化物結合的碳化硅材料。
在光伏領域的應用
光伏逆變器對光伏發電作用非常重要，不僅具有直交流變換功能，還具有地發揮太陽電池性能的功能和系統故障保護功能。歸納起來有自動運行和停機功能、功率跟蹤控制功能、防單獨運行功能（并網系統用）、自動電壓調整功能（并網系統用）、直流檢測功能（并網系統用）、直流接地檢測功能（并網系統用）等。
國內逆變器廠家對新技術和新器件的應用還是太少，以碳化硅為功率器件的逆變器，并且開始大批量應用，碳化硅內阻很少，可以把效率做很高，開關頻率可以達到10K，也可以節省LC濾波器和母線電容。碳化硅材料在光伏逆變器應用上或有突破。
在半導體領域的應用
碳化硅一維納米材料由于自身的微觀形貌和晶體結構使其具備更多獨特的優異性能和更加廣泛的應用前景，被普遍認為有望成為第三代寬帶隙半導體材料的重要組成單元。
第三代半導體材料即寬禁帶半導體材料，又稱高溫半導體材料，主要包括碳化硅、氮化、氮化鋁、氧化鋅、金剛石等。這類材料具有寬的禁帶寬度（禁帶寬度大于2.2ev）、高的熱導率、高的擊穿電場、高的抗輻射能力、高的電子飽和速率等特點，適用于高溫、高頻、抗輻射及大功率器件的制作。第三代半導體材料憑借著其優異的特性，未來應用前景十分廣闊。
