碳化硅又名碳硅石,、金剛砂,，是一種無機(jī)物，化學(xué)式為SiC,，是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產(chǎn)綠色碳化硅時(shí)需要加食鹽)等原料通過電阻爐高溫冶煉而成,。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物，莫桑石,。在C,、N、B等非氧化物高技術(shù)耐火原料中,，碳化硅為應(yīng)用最廣泛,、最經(jīng)濟(jì)的一種，可以稱為金鋼砂或耐火砂,。 中國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種,，均為六方晶體，比重為3.20～3.25，顯微硬度為2840～3320kg/mm2,。

理化性質(zhì)

　　物質(zhì)特性

　　碳化硅由于化學(xué)性能穩(wěn)定,、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小,、耐磨性能好,，除作磨料用外，還有很多其他用途,，例如：以特殊工藝把碳化硅粉末涂布于水輪機(jī)葉輪或汽缸體的內(nèi)壁,，可提高其耐磨性而延長(zhǎng)使用壽命1～2倍;用以制成的高級(jí)耐火材料，耐熱震,、體積小,、重量輕而強(qiáng)度高，節(jié)能效果好,。低品級(jí)碳化硅(含SiC約85%)是極好的脫氧劑,，用它可加快煉鋼速度，并便于控制化學(xué)成分,，提高鋼的質(zhì)量,。此外，碳化硅還大量用于制作電熱元件硅碳棒,。

　　碳化硅的硬度很大,莫氏硬度為9.5級(jí),，僅次于世界上最硬的金剛石(10級(jí))，具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能,，是一種半導(dǎo)體,，高溫時(shí)能抗氧化。

　　碳化硅至少有70種結(jié)晶型態(tài),。α-碳化硅為最常見的一種同質(zhì)異晶物,，在高于2000 °C高溫下形成，具有六角晶系結(jié)晶構(gòu)造(似纖維鋅礦),。β-碳化硅,，立方晶系結(jié)構(gòu)，與鉆石相似,，則在低于2000 °C生成,。雖然在異相觸媒擔(dān)體的應(yīng)用上，因其具有比α型態(tài)高之單位表面積而引人注目,，而另一種碳化硅,，μ-碳化硅最為穩(wěn)定，且碰撞時(shí)有較為悅耳的聲音,，但直至今日,，這兩種型態(tài)尚未有商業(yè)上之應(yīng)用。

　　因其3.2g/cm3的比重及較高的升華溫度(約2700 °C)，碳化硅很適合做為軸承或高溫爐之原料物件,。在任何已能達(dá)到的壓力下,，它都不會(huì)熔化，且具有相當(dāng)?shù)偷幕瘜W(xué)活性,。由于其高熱導(dǎo)性,、高崩潰電場(chǎng)強(qiáng)度及高最大電流密度，在半導(dǎo)體高功率元件的應(yīng)用上,，不少人試著用它來取代硅[1],。此外，它與微波輻射有很強(qiáng)的耦合作用,，并其所有之高升華點(diǎn),，使其可實(shí)際應(yīng)用于加熱金屬。

　　純碳化硅為無色,，而工業(yè)生產(chǎn)之棕至黑色系由于含鐵之不純物,。晶體上彩虹般的光澤則是因?yàn)槠浔砻娈a(chǎn)生之二氧化硅保護(hù)層所致。

　　物質(zhì)結(jié)構(gòu)

　　純碳化硅是無色透明的晶體,。工業(yè)碳化硅因所含雜質(zhì)的種類和含量不同，而呈淺黃,、綠,、藍(lán)乃至黑色，透明度隨其純度不同而異,。碳化硅晶體結(jié)構(gòu)分為六方或菱面體的 α-SiC和立方體的β-SiC(稱立方碳化硅),。α-SiC由于其晶體結(jié)構(gòu)中碳和硅原子的堆垛序列不同而構(gòu)成許多不同變體，已發(fā)現(xiàn)70余種,。β-SiC于2100℃以上時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)?alpha;-SiC,。碳化硅的工業(yè)制法是用優(yōu)質(zhì)石英砂和石油焦在電阻爐內(nèi)煉制。煉得的碳化硅塊,，經(jīng)破碎,、酸堿洗、磁選和篩分或水選而制成各種粒度的產(chǎn)品,。

產(chǎn)能需求

　　產(chǎn)能情況

　　中國(guó)有碳化硅冶煉企業(yè)200多家,，年生產(chǎn)能力220多萬噸(其中：綠碳化硅塊120多萬噸，黑碳化硅塊約100萬噸),。冶煉變壓器功率大多為6300~12500kVA,，最大冶煉變壓器為32000kVA。加工制砂,、微粉生產(chǎn)企業(yè)300多家,，年生產(chǎn)能力200多萬噸。2012年，中國(guó)碳化硅產(chǎn)能利用率不足45%,。約三分之一的冶煉企業(yè)有加工制砂微粉生產(chǎn)線,。碳化硅加工制砂微粉生產(chǎn)企業(yè)主要分布在河南、青島,、江蘇,、吉林、黑龍江等省,。

　　中國(guó)碳化硅冶煉生產(chǎn)工藝,、技術(shù)裝備和單噸能耗達(dá)到世界領(lǐng)先水平。黑,、綠碳化硅原塊的質(zhì)量水平也屬世界級(jí),。中國(guó)碳化硅與世界先進(jìn)水平的差距主要集中在四個(gè)方面：一是在生產(chǎn)過程中很少使用大型機(jī)械設(shè)備，很多工序依靠人力完成,，人均碳化硅產(chǎn)量較低;二是在碳化硅深加工產(chǎn)品上,，對(duì)粒度砂和微粉產(chǎn)品的質(zhì)量管理不夠精細(xì)，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性不夠;三是某些尖端產(chǎn)品的性能指標(biāo)與發(fā)達(dá)國(guó)家同類產(chǎn)品相比有一定差距;四是冶煉過程中一氧化碳直接排放,。國(guó)外主要企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)了封閉冶煉,，而中國(guó)碳化硅冶煉幾乎全部是開放式冶煉，一氧化碳全部直排,。2012年,，中國(guó)企業(yè)開發(fā)出了封閉冶煉技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一氧化碳全部回收,，但是距離全行業(yè)普及還有很長(zhǎng)的路要走,。

　　根據(jù)中國(guó)機(jī)床工業(yè)協(xié)會(huì)磨料磨具專委會(huì)碳化硅專家委員會(huì)的數(shù)據(jù)，截至2012年底,，全球碳化硅產(chǎn)能達(dá)260萬噸以上,，產(chǎn)能達(dá)到1萬噸以上的國(guó)家有13個(gè)，占全球總產(chǎn)能的98%,。其中中國(guó)碳化硅產(chǎn)能達(dá)到220萬噸,，占全球總產(chǎn)能的84%。

　　中國(guó)碳化硅冶煉企業(yè)主要分布在甘肅,、寧夏,、青海、新疆,、四川等地,，約占總產(chǎn)能85%。

　　2012年在中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度放緩的情況下,，生產(chǎn)情況普遍不理想,，加之光伏企業(yè)舉步維艱,，碳化硅作為耐材、磨料和光伏行業(yè)的基礎(chǔ)原材料,，出口和內(nèi)銷均大幅下滑,。綠碳化硅微粉加工企業(yè)是身陷光伏企業(yè)的債務(wù)鏈條，多數(shù)冶煉企業(yè)沒有開工,，或者短暫開工后即停產(chǎn),。

　　2012年全年中國(guó)黑碳化硅產(chǎn)能沒有正常釋放，一方面是成交緩慢,，庫(kù)存消耗慢,占?jí)嘿Y金量大,，另一方面是下游行業(yè)消費(fèi)商回款時(shí)間長(zhǎng)，欠款現(xiàn)象嚴(yán)重,，導(dǎo)致某些企業(yè)資金鏈緊張,。

　　2012年中國(guó)黑碳化硅的主產(chǎn)地為寧夏和甘肅，青海和新疆的原有產(chǎn)能逐漸被淘汰,，加上湖北丹江口弘源的冶煉產(chǎn)能,，共計(jì)76.9萬噸， 2012年總產(chǎn)量約為34萬噸,，黑碳化硅冶煉企業(yè)的產(chǎn)能利用率約為44.5%,。

　　中國(guó)綠碳化硅冶煉的主產(chǎn)地是甘肅、青海,、新疆和四川,。四川主要靠水力發(fā)電站供電，受到枯水期電力短缺的影響,，一年的生產(chǎn)時(shí)間只在4-10月份，最長(zhǎng)能堅(jiān)持6個(gè)月的生產(chǎn),，但四川的冶煉爐幾乎沒有正常開工,，主要因?yàn)槭袌?chǎng)需求疲軟，庫(kù)存難以消耗,。2012年前三季度,，中國(guó)鋼鐵廠開工率較低，只有到10月份以后鋼廠增加了開工率,，對(duì)原料和耐火材料的消耗才略有增加,，消耗了部分庫(kù)存。

　　市場(chǎng)需求

　　據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示：2012年全年,，中國(guó)碳化硅出口16.47萬噸,，同比下降23.83%，出口2.75億美元,，同比下降44.28%,，出口平均價(jià)格1671.53美元/噸,，同比下降26.84%。出口量?jī)r(jià)大幅度下降,。全年領(lǐng)證量合計(jì)17.1萬噸,，占全年出口量的104%。生產(chǎn)的碳化硅主要的出口國(guó)家有美國(guó),、日本,、韓國(guó)、及某些歐洲國(guó)家,。

聲明： 本網(wǎng)站所發(fā)布文章,，均來自于互聯(lián)網(wǎng)，不代表本站觀點(diǎn),，如有侵權(quán),，請(qǐng)聯(lián)系刪除（微信：ymk15762271767）