tr的碳化硅很少，工業(yè)上使用的為人工合成原料，俗稱(chēng)金剛砂，是 一種典型的共價(jià)鍵結(jié)合的化合物。 碳化硅是耐火材料領(lǐng)域中最常用的非氧化物耐 火原料之一。 （1）碳化硅的性質(zhì) 碳化硅主要有兩種結(jié)晶形態(tài)： b-SiC 和 a-SiC 。b-SiC 為面心立方閃鋅礦型結(jié)構(gòu)， 晶格常數(shù) a=0.4359nm。a-SiC 是 SiC 的高溫型結(jié)構(gòu)， 屬六方晶系， 它存在著許多 變體。 碳化硅的折射率非常高，在普通光線下為 2.6767~2.6480. 各種晶型的碳化硅的 密度接近，a-SiC 一般為 3.217g/cm 3 ，b-SiC 為 3.215g/cm 3 . 純碳化硅是無(wú)色透明 的，工業(yè) SiC 由于含有游離 Fe、Si、C等雜質(zhì)而成淺綠色或黑色。綠碳化硅和黑 碳化硅的硬度在常溫和高溫下基本相同。 SiC 熱膨脹系數(shù)不大，在 25~1400℃平 均熱膨脹系數(shù)為 4.5 ×10-6 / ℃。碳化硅具有很高的熱導(dǎo)率， 500℃時(shí)為 64.4W/ (m·K)。常溫下 SiC 是一種半導(dǎo)體。

       碳化硅具有耐高溫、耐磨、抗沖刷、耐腐蝕和質(zhì)量輕的特點(diǎn)。碳化硅在高溫下的 氧化是其損害的主要原因。 （2）碳化硅的合成 ①碳化硅的冶煉方法 合成碳化硅所用的原料主要是以 SiO2為主要成分的脈石 英或石英砂與以 C為主要成分的石油焦， 低檔次的碳化硅可用地灰分的無(wú)煙煤為 原料。輔助原料為木屑和食鹽。 碳化硅有黑、綠兩種。冶煉綠碳化硅時(shí)要求硅質(zhì)原料中 SiO2含量盡可能高，雜 質(zhì)含量盡量低。生產(chǎn)黑碳化硅時(shí)，硅質(zhì)原料中的 SiO2可稍低些。對(duì)石油焦的要 求是固定碳含量盡可能高， 灰分含量小于 1.2%，揮發(fā)分小于 12.0%，石油焦的粒 度通常在 2mm或 1.5mm以下。木屑用于調(diào)整爐料的透氣性能， 通常的加入量為 3% ~5%（體積）。食鹽僅在冶煉綠碳化硅時(shí)使用。 硅質(zhì)原料與石油焦在 2000~2500℃的電阻爐內(nèi)通過(guò)以下反應(yīng)生成碳化硅： SiO2+3C→SiC+2CO↑-526.09Kj CO通過(guò)爐料排出。加入食鹽可與 Fe、Al 等雜質(zhì)生成氯化物而揮發(fā)掉。木屑使物 料形成多孔燒結(jié)體，便于 CO氣體排出。 碳化硅形成的特點(diǎn)是不通過(guò)液相，其過(guò)程如下：約從 1700℃開(kāi)始，硅質(zhì)原料由 砂粒變?yōu)槿垠w，進(jìn)而變?yōu)檎羝ò谉煟?；SiO2熔體和蒸汽鉆進(jìn)碳質(zhì)材料的氣孔， 滲入碳的顆粒， 發(fā)生生成 Sic 的反應(yīng)；溫度升高至 1700~1900℃時(shí)，生成 b-SiC； 溫度進(jìn)一步升高至 1900~2000℃時(shí)，細(xì)小的 b-SiC 轉(zhuǎn)變?yōu)?a-SiC，a-SiC 晶粒逐 漸長(zhǎng)大和密實(shí)；爐溫再升至 2500℃左右， SiC 開(kāi)始分解變?yōu)楣枵羝褪? 大規(guī)模生產(chǎn)碳化硅所用的方法有艾奇遜法和 ESK法。

        艾奇遜法 傳統(tǒng)的艾奇遜法電阻爐的外形像一個(gè)長(zhǎng)方形的槽子，它是有耐火磚 砌成的爐床。 兩組電極穿過(guò)爐墻深入爐床之中， 專(zhuān)用的石墨粉爐芯體配置在電極 之間，提供一條導(dǎo)電通道， 通電時(shí)下產(chǎn)生很大的熱量。 爐芯體周?chē)b盛有硅質(zhì)原 料、石油焦和木屑等組成的原料，外部為保溫料。 熔煉時(shí)，電阻爐通電，爐芯體溫度上升，達(dá)到 2600℃左右，通過(guò)爐芯體表面?zhèn)? 熱給周?chē)幕旌狭?，使之發(fā)生反應(yīng)生成碳化硅，并逸出 CO氣體。一氧化碳在爐 表面燃燒生成二氧化碳， 形成一個(gè)柔和、 起伏的藍(lán)色至黃色火焰氈被， 一小部分 為燃燒的一氧化碳進(jìn)入空氣。 待反應(yīng)wq并冷卻后， 即可拆除爐墻， 將爐料分層 分級(jí)揀選，經(jīng)破碎后獲得所需粒度，通過(guò)水洗或酸堿洗、磁選等除去雜質(zhì)，提高 純度，再經(jīng)干燥、篩選即得成品。 艾奇遜法設(shè)備簡(jiǎn)單、 投資少，廣泛為石階上冶煉 SiC 的工廠所采用。 但該法的主 要缺點(diǎn)在于無(wú)法避免粉塵和廢氣造成的污染， 冶煉過(guò)程排出的廢氣無(wú)法收集和再 利用，無(wú)法減輕取料和分級(jí)時(shí)的繁重體力勞動(dòng)， 同時(shí)爐子的長(zhǎng)度也不夠， 通常僅 幾米至幾十米長(zhǎng)，生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性不高。 ESK法 1973 年，德國(guó) ESK公司對(duì)艾奇遜法進(jìn)行了改進(jìn)，發(fā)展了 ESK法。Esk 法的大型 SiC 冶煉爐建立在戶(hù)外， 沒(méi)有端墻和側(cè)墻， 直線性或 U型電極位于爐子 底部，爐長(zhǎng)達(dá) 60m，用聚乙烯袋子進(jìn)行密封以回收爐內(nèi)逸出的氣體，提取硫后將 其通過(guò)管道小型火電廠發(fā)電。 該爐可采用成本低、 活性高、易反應(yīng)的高硫分石油 焦或焦炭作為原料，將原料硫含量由原來(lái)的 1.5%提高到 5.0%。 ②碳化硅粉末的合成方法 合成碳化硅粉末的方法主要有固相法、液相法和氣 相法三種。 固相法是通過(guò)二氧化硅和碳發(fā)生碳熱還原反應(yīng)或硅粉和炭黑細(xì)粉直接在惰性氣 氛中發(fā)生反應(yīng)而制得碳化硅細(xì)粉。 可以通過(guò)機(jī)械法將艾奇遜法或 ESK法冶煉的碳 化硅加工成 SiC 細(xì)粉。目前該方法制得的細(xì)粉表面積 1~15m2 /g, 氧化物含量 1.0% 左右，金屬雜質(zhì)含量 1400~2800ppm（1ppm=10-6）。其細(xì)度和成分取決于粉碎、酸 洗等后續(xù)處理工藝和手段。碳化硅粉末也可以由豎爐或高溫回轉(zhuǎn)窯連續(xù)化生產(chǎn)， 可獲得高質(zhì)量的 b-SiC 粉體。SiO2細(xì)粉與碳粉混合料在豎爐的惰性氣氛中， 在低 于 2000℃的溫度下發(fā)生熱還原反應(yīng)，合成 b-SiC 粉體。所獲得的 SiC 的粒度為 。 -可編輯修改 - 微米級(jí)。但往往含有非反應(yīng)的 SiO2和 C，需進(jìn)行后續(xù)的酸洗和脫碳處理。利用高 溫回轉(zhuǎn)窯也可生產(chǎn)出高質(zhì)量的 SiC 細(xì)粉。 

       液相反應(yīng)法可制備高純度、 納米級(jí)的 SiC 微粉，而且產(chǎn)品均勻性好， 是一種具有 良好發(fā)展前景的方法。液相反應(yīng)法制備 SiC 微粉主要分為溶膠 - 凝膠法和聚合物 熱分解法等。 溶膠- 凝膠法制備 SiC 微粉的核心是通過(guò)溶膠 - 凝膠反應(yīng)過(guò)程， 形成 Si 和 C在分子水平上均勻分布的混合物或聚合物固體， 升溫過(guò)程中， 首先形成 S iO2和 C的均勻混合物，然后在 1400~1600℃溫度下發(fā)生碳熱還原反應(yīng)生成 SiC。 聚合物熱分解法主要是指加熱聚硅烷等聚合物，放出小單體，形成 Si-C 骨架。 由熱解法制備的 SiC 均為 b-SiC。如果熱解溫度低于 1100℃，則為無(wú)定形 SiC。 氣相法是用含硅的原料和含碳的原料通過(guò)氣相反應(yīng)生成 SiC。根據(jù)加熱方式的不 同可分為電阻爐和火焰加熱法、等離子和電弧加熱法、激光加熱法等。