1. Auf Edelsteinmaterialien angewendet
In der Edelsteinindustrie ist Siliziumkarbid auch als „Moissanit“ bekannt. Die auf dem Markt häufig anzutreffenden Materialien sind künstlich synthetisierte Moissanit-Steine, während natürlicher Moissanit extrem selten ist – so selten, dass er erst vor 50.000 Jahren in Meteoritenkratern auftauchte.
2. Traditionelle industrielle Anwendungen
Im traditionellen Industriebereich wird Siliziumkarbid hauptsächlich als feuerfestes Material, Schleifwerkzeug und metallurgisches Material verwendet, was im folgenden Text separat analysiert wird.
(1) Produkte mit hoher Temperaturbeständigkeit:
Dank seiner Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit, hohen Festigkeit, guten Wärmeleitfähigkeit und Schlagzähigkeit eignet sich Siliziumkarbid für verschiedene Schmelzofenauskleidungen, Hochtemperaturofenkomponenten, Siliziumkarbidplatten, Auskleidungsplatten, Träger und Pfannen. Hochtemperatur-Materialien für indirekte Heizzwecke finden in der Nichteisenmetallverhüttung Anwendung, beispielsweise in vertikalen Destillationsöfen, Lichtbogenplatten für Zinkpulveröfen und Thermoelement-Schutzrohren. Siliziumkarbid wird zur Herstellung fortschrittlicher verschleißfester, korrosionsbeständiger und hochtemperaturbeständiger Siliziumkarbid-Keramikmaterialien verwendet. Auch Raketendüsen und Gasturbinenschaufeln werden daraus hergestellt. Siliziumkarbid eignet sich außerdem hervorragend für Solarwarmwasserbereiter auf Autobahnen und Landebahnen. Daher wird Siliziumkarbid auch als „feuerfester Sand“ bezeichnet, was seine feuerfesten Eigenschaften deutlich unterstreicht.
(2) Verschleißfeste und korrosionsbeständige Produkte:
Siliziumkarbid weist eine hohe Härte auf, die mit einer Mohshärte von 9,2–9,8 nur vom härtesten Diamanten der Welt (Stufe 10) übertroffen wird. Daher wird es allgemein als „Goldstahlsand“ bezeichnet. Es weist außerdem eine gute chemische Stabilität und eine gewisse Zähigkeit auf und kann zur Herstellung von Schleifscheiben, Schleifpapier, Schleifbändern, Ölsteinen, Schleifblöcken, Schleifköpfen und Schleifpasten sowie zum Schleifen und Polieren von monokristallinem Silizium, polykristallinem Silizium und piezoelektrischen Kristallen in der Elektronikindustrie für optische Produkte verwendet werden.
(3) Metallurgische Rohstoffe:
Siliziumkarbid kann als Desoxidationsmittel in der Stahlherstellung und als Modifizierungsmittel für Gusseisenstrukturen eingesetzt werden. Es dient zudem als Rohstoff für die Herstellung von Siliziumtetrachlorid und ist der wichtigste Rohstoff der Silikonharzindustrie. Siliziumkarbid-Desoxidationsmittel sind ein neuartiges, leistungsstarkes Verbunddesoxidationsmittel, das herkömmliches Siliziumpulver und Kohlenstoffpulver zur Desoxidation ersetzt. Im Vergleich zum ursprünglichen Verfahren bietet es stabilere physikalische und chemische Eigenschaften, eine gute Desoxidationswirkung, eine verkürzte Desoxidationszeit, spart Energie, verbessert die Stahlherstellungseffizienz, verbessert die Stahlqualität, reduziert den Rohstoffverbrauch, verringert die Umweltbelastung, verbessert die Arbeitsbedingungen und steigert den wirtschaftlichen Nutzen von Elektroöfen. All dies ist von großem Wert.
3. Optisches Reflektormaterial aus Siliziumkarbid
Keramikwerkstoffe, die unter Ausnutzung der besonderen physikalischen Eigenschaften von Keramik hergestellt werden, wie Schall, Licht, Elektrizität, Magnetismus und Wärme, werden als Funktionskeramiken bezeichnet. Es gibt verschiedene Arten von Funktionskeramiken mit unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten, wobei Siliziumkarbid hauptsächlich als reflektierendes Spiegelmaterial im Bereich der Funktionskeramiken eingesetzt wird. SiC-Keramiken zeichnen sich durch eine hohe spezifische Steifigkeit, gute thermische und chemische Stabilität, einen niedrigen thermischen Verformungskoeffizienten und Beständigkeit gegen kosmische Partikelbestrahlung aus. Durch spezielle Herstellungsverfahren können leichte Spiegelkörper hergestellt werden.
4. Als Halbleitermaterial
Halbleiter der dritten Generation sind ein zentrales Kernmaterial und eine elektronische Komponente, die Innovation, Entwicklung, Transformation und Modernisierung von Landesverteidigungswaffen, 5G-Mobilfunk, Energieinternet, Fahrzeugen mit alternativen Antrieben, Schienenverkehr und anderen Branchen unterstützen. Aufgrund ihrer wichtigen Rolle für die Landesverteidigungssicherheit, intelligente Fertigung, industrielle Modernisierung, Energieeinsparung und Emissionsreduzierung sowie für andere wichtige strategische Anforderungen entwickeln sie sich zum technischen Wettbewerbsfaktor weltweit.
SiC, ein typisches Halbleitermaterial der dritten Generation, zählt derzeit zu den ausgereiftesten und am weitesten verbreiteten Halbleitermaterialien mit großer Bandlücke in der Kristallproduktionstechnologie und im Gerätebau. Es hat eine globale Material-, Geräte- und Anwendungskette in der Industrie gebildet. Es ist ein ideales Halbleitermaterial für Hochtemperatur-, Hochfrequenz-, strahlungsbeständige und leistungsstarke Anwendungen. Aufgrund der deutlichen Reduzierung des Energieverbrauchs elektronischer Geräte werden Siliziumkarbid-Leistungsbauelemente auch als „grüne Energiebauelemente“ bezeichnet, die die „neue Energiewende“ vorantreiben.
5. Verstärkungs- und Härtungsmittel
Zusätzlich zu den oben genannten Anwendungen werden Siliziumkarbidwhisker oder Siliziumkarbidfasern häufig als hervorragende Verstärkungs- und Zähigkeitsmittel in Verbundwerkstoffen mit metallischen oder keramischen Materialien in Bereichen wie Maschinenbau, Chemieingenieurwesen, Landesverteidigung, Energie und Umweltschutz eingesetzt.
Veröffentlichungszeit: 22. März 2025