Просмотры: 0 Автор: Редактор сайта Время публикации: 8 декабря 2025 г. Происхождение: Сайт
В течение многих лет, Карбид кремния (SiC) оказался в центре внимания благодаря своей роли в полупроводниках следующего поколения, электромобилях, базовых станциях 5G, интеллектуальных сетях и высокотемпературной электронике.
Но за пределами этих областей высоких технологий SiC уже более века служит незаменимым промышленным материалом. В этой статье вновь рассматриваются традиционные, но все же чрезвычайно важные применения карбида кремния, особенно в металлургии, огнеупорах, абразивах и промышленной керамике.
Благодаря глобальному стремлению к передовому производству эти традиционные области применения остаются основой индустрии карбида кремния и продолжают неуклонно расти.
Карбид кремния (SiC) представляет собой синтетическое поликристаллическое соединение, получаемое путем плавки кварцевого песка, нефтяного кокса и древесной щепы в электрической печи сопротивления. Этот процесс формирует две основные структуры:
α-Карбид кремния (Альфа-SiC)
Обычно встречается в черном и зеленом SiC , в основном используется для абразивов и тугоплавких материалов.
β-Карбид кремния (бета-SiC)
Известный своими превосходными свойствами спекания, β-SiC широко используется в современной керамике, включая печную мебель, уплотнения, подшипники и полупроводниковые подложки.
Хотя карбид кремния набирает популярность в областях высоких технологий, его традиционное применение остается решающим во многих отраслях тяжелой промышленности.
Основные функции: Раскислитель • Очиститель • Модификатор сплава.
Карбид кремния стал предпочтительным выбором для современных сталелитейных заводов благодаря своей эффективности и экономичности. При добавлении в расплавленную сталь SiC быстро растворяется и реагирует с кислородом с образованием газообразного CO и шлака. Эта реакция:
Сокращает время раскисления
Снижает потребление электроэнергии и сырья.
Улучшает чистоту стали и температуру выпуска.
Уменьшает эрозию футеровки печи
Повышает общую производительность и стабильность стали.
По сравнению с традиционным ферросилиция или кремний-углеродный порошок, SiC более стабилен, реагирует быстрее и предлагает самую низкую стоимость единицы кремния. Содержание углерода также помогает регулировать уровень углерода в расплаве без загрязнения пылью, улучшая рабочую среду.
Для многих производителей стали карбид кремния стал раскислителем нового поколения, обеспечивающим как экономические, так и металлургические преимущества.
Ключевые преимущества: Низкое тепловое расширение • Высокая теплопроводность • Отличная устойчивость к тепловому удару • Высокотемпературная прочность.
Благодаря своим исключительным свойствам карбид кремния является краеугольным камнем в огнеупорной промышленности. В зависимости от связующей фазы огнеупоры на основе SiC включают:
SiC на оксидной связке
SiC с нитридной связью
Самосвязанный SiC
Силиконизированный реакционно-спеченный SiC
С конца 1990-х годов литые изделия Al₂O₃–SiC–C стали стандартным решением для выпускных каналов крупных доменных печей по всему миру. Эти огнеупоры:
Устойчивость к коррозии железа и шлака
Выдерживать суровые температурные циклы
Обеспечивают длительный срок службы и стабильную производительность нарезания резьбы.
Огнеупоры, содержащие SiC, широко используются в:
Железо и сталь: летки, футеровка предварительной обработки, футеровка вагранок и индукционных печей.
Установки для сжигания отходов: камеры сгорания и защитная облицовка труб
Цементные печи: футеровка подогревателя
Тепловые электростанции: циклонные сепараторы и котлы ЦКС.
Керамическая промышленность: мебель для печей, обжиговые плиты и сопла.
В каждом применении термостойкость и химическая стабильность карбида кремния значительно продлевают срок службы огнеупора.
Карбид кремния известен своей чрезвычайной твердостью, уступающей только алмазу. Его стойкость к истиранию в 5–20 раз выше, чем у чугуна или резины, что делает его абразивом премиум-класса.
Используется для прецизионного шлифования:
Инструменты из цементированного карбида
Титановые сплавы
Оптическое стекло
Хонингование и чистовая обработка быстрорежущей стали
Идеально подходит для:
Шлифование чугуна
Резка и полировка керамики и камня.
Производство шлифовальных кругов и отрезных дисков.
Используется при сверхточном шлифовании, например:
Отделка микроподшипников
Аэрокосмические компоненты
Износостойкие покрытия турбин
Покрытия, содержащие порошок SiC, значительно увеличивают срок службы таких компонентов, как стенки цилиндров двигателей внутреннего сгорания.
Карбид кремния заслужил репутацию полупроводника, способного работать в экстремальных условиях. В отличие от традиционных кремниевых пластин, устройства SiC могут работать при:
Температуры выше 500–600°C.
Высокие напряжения
Среда с высоким уровнем радиации
Эти преимущества делают SiC незаменимым в:
Силовые модули электромобилей
Оборудование высокочастотной связи (5G/6G)
Аэрокосмическая и авиационная электроника
Высокотемпературные датчики
Интеллектуальные преобразователи сети
Пластины SiC считаются одним из наиболее перспективных материалов для будущего силовой электроники.
Хотя карбид кремния уже давно используется в производстве стали, огнеупоров и абразивов, эти сегменты традиционно имеют меньшую добавленную стоимость. Сегодня новая политика и промышленный спрос подталкивают весь сектор к созданию высокочистых и высокопроизводительных продуктов SiC.
Инициатива «Сделано в Китае 2025» и национальные пятилетние планы Китая определили карбид кремния в качестве стратегической отрасли. Ведущие компании в области силовой электроники — State Grid, CRRC, BYD, Huawei — увеличивают свои инвестиции в полупроводники и керамику SiC.
Будущее отрасли – это:
Порошок SiC высокой чистоты
Керамические компоненты SiC
SiC пластины и эпитаксия
Покрытие SiC и композиты
SiC для современных силовых устройств
Переход от массового сырья к прецизионным продуктам из карбида кремния знаменует собой новую эру роста.
