碳化硅陶瓷(SiC)是综合性能最均衡的先进结构陶瓷:硬度仅次于金刚石和立方氮化硼(莫氏 9.2–9.5),耐高温 1600℃ 不氧化,热导率高、热膨胀系数小,且耐强酸强碱腐蚀,被誉为”陶瓷中的多面手”。
四大性能优势
- 高硬度耐磨:耐磨性是硬质合金的 3–5 倍,做机械密封环、喷嘴、研磨介质;
- 耐高温抗热震:1600℃ 空气中稳定,导热好不怕急冷急热,做窑具、换热器;
- 耐腐蚀:耐氢氟酸以外几乎所有酸碱,做化工泵件、脱硫喷嘴;
- 半导体特性:掺杂后是第三代半导体衬底材料。
典型应用
机械密封环、防弹陶瓷插板、窑炉辊棒与棚板、光伏电池片载具、半导体晶圆托盘、LED 散热基板,以及 SiC 功率器件衬底。
加工要点
碳化硅陶瓷的高硬度决定了它只能用金刚石工具加工。环形金刚石线锯可高效完成 SiC 板材、异形件切割,崩边控制好于砂轮,详见激光与金刚石线锯切 SiC 对比。
常见问题
碳化硅陶瓷和碳化硅半导体是一个东西吗?
成分相同、形态不同:结构陶瓷是多晶烧结体;半导体用的是高纯单晶衬底,纯度和缺陷控制要求天差地别。
SiC 陶瓷有哪些烧结工艺?
主流有反应烧结(RB-SiC,成本低)、无压烧结(SSiC,性能高)、热压烧结(HP-SiC,最高性能)。