碳化硅陶瓷（SiC陶瓷）是一種高性能先進(jìn)陶瓷材料，晶體結(jié)構(gòu)（以共價(jià)鍵為主）而具備優(yōu)異的物理和化學(xué)性能。下面介紹碳化硅陶瓷的優(yōu)點(diǎn)：
1、高硬度與耐磨性
硬度表現(xiàn)：碳化硅的莫氏硬度達(dá)9.2-9.3，僅次于金剛石（10）和立方氮化硼（9.5），維氏硬度在20-30 GPa之間。
耐磨應(yīng)用：在礦山、冶金、電力等行業(yè)的磨損工況中，碳化硅陶瓷襯套的壽命是傳統(tǒng)金屬材料的5-7倍，聚氨酯材料的10倍以上。例如，在選礦旋流器中，碳化硅底流口可長期耐受高流速礦漿的沖刷，減少停機(jī)更換頻率。
2、耐高溫性能
高溫穩(wěn)定性：碳化硅陶瓷在惰性氣氛中可耐受高達(dá)2000℃的溫度，在氧化性氣氛中（如空氣）也能穩(wěn)定工作至1600℃，且高溫下強(qiáng)度不降反升（1400℃時(shí)強(qiáng)度比室溫高25%）。
抗熱震性：通過優(yōu)化燒結(jié)工藝（如反應(yīng)燒結(jié)、熱壓燒結(jié)），碳化硅陶瓷可耐受急冷急熱（如從1200℃快速冷卻至室溫）而不開裂，適用于玻璃熔窯、冶金燒嘴等溫度驟變場景。
3、耐腐蝕性
化學(xué)穩(wěn)定性：碳化硅陶瓷對強(qiáng)酸（如濃硫酸、鹽酸）、強(qiáng)堿（如氫氧化鈉）及有機(jī)溶劑（如丙酮、乙醇）具有優(yōu)異抵抗性。在煙氣脫硫系統(tǒng)中，碳化硅噴嘴可長期耐受酸性氣體（SO?、SO?）和漿液的腐蝕。
抗氧化性：高溫下表面形成致密氧化硅（SiO?）保護(hù)層，阻止進(jìn)一步氧化，延長使用壽命。
4、低摩擦與自潤滑性
表面光滑性：碳化硅陶瓷表面摩擦系數(shù)低（0.1-0.3），且在摩擦過程中可形成潤滑膜（如石墨轉(zhuǎn)移膜），進(jìn)一步降低磨損率。
機(jī)械應(yīng)用：廣泛用于軸承、密封件、機(jī)械密封環(huán)等，可減少能耗并提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。
5、高導(dǎo)熱性與電性能
導(dǎo)熱性：碳化硅陶瓷的熱導(dǎo)率高達(dá)80-200 W/(m·K)，是氧化鋁陶瓷的3-5倍，適用于散熱基板、熱交換器等需要高效散熱的場景。
電性能：寬禁帶（3.2 eV）和高擊穿電場（3 MV/cm）使其成為第三代半導(dǎo)體材料的理想基板，用于制造高功率、高頻電子器件。
6、輕量化與高強(qiáng)度
密度優(yōu)勢：碳化硅陶瓷的密度為3.2 g/cm3，僅為鋼的40%，但抗彎強(qiáng)度可達(dá)400-600 MPa，比強(qiáng)度（強(qiáng)度/密度）高于金屬材料。