由于碳化硅的硬度很高,可制備成各種磨削用的砂輪,砂布,砂紙以及各類磨料,廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)。工業(yè)碳化硅主要作磨料用,黑色碳化硅制成的磨具,多用于切割和研磨抗張強(qiáng)度低的材料,如玻璃,陶瓷,石料和耐火物等。同時(shí)也用于鑄鐵零件和有色金屬材料的磨削。綠碳化硅制成的磨具,多用于硬質(zhì)合金,鈦合金,光學(xué)玻璃的磨削。
碳化硅SiC和氮化硅Si3N4,二者都有共價(jià)的三維晶格結(jié)構(gòu),它們能以a和B兩種結(jié)晶態(tài)存在。它們因?yàn)橛羞@種結(jié)構(gòu),都是很堅(jiān)硬的物質(zhì),在很高的溫度下也是穩(wěn)定的,氮化硅是電的優(yōu)良絕緣體,而碳化硅晶格有能量較低的導(dǎo)帶(在298K的能隙是2.86eV),使它有半導(dǎo)體性質(zhì)。碳化硅的外觀因純度不同而變化,從幾乎無色到淡黃、綠或黑色。在自然界它只存在于亞里桑那(Arizona)隕鐵中的碳硅石里。它在1891年首先由艾奇遜(Acheson)制得,他了它,并成立了碳化硅公司。在1670K的高溫下將碳和硅一起強(qiáng)熱,可以制得B型(立方體)的碳化硅。它有金剛石的晶體結(jié)構(gòu),只是其中相間的碳原子用硅原子取代,這種結(jié)構(gòu)能說明它有較高硬度(在礬土和金剛石之間),使它廣泛用作磨料。碳化硅有很大的化學(xué)價(jià)性,對氧化和熱震動(dòng)都穩(wěn)定。B型碳化硅對熱穩(wěn)定直到2400K,這時(shí)它變成a碳化硅。它跟B型碳化硅有很相似的晶格結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。但有相同晶胞的不同堆砌順序。a型碳化硅在2670K時(shí)還是穩(wěn)定的,溫度再高,就分解成元素。
生產(chǎn)黑色碳化硅時(shí)所得到的,在其物相的組成上也是不均勻的。和無定形物緊接著的層,.由類似碳素材料的碳化硅(帶有石墨夾雜)和碳化硅的細(xì)結(jié)晶集合體所構(gòu)成,偶而能見到?jīng)]有完全硅化的碳素材料顆粒。和氧碳化硅區(qū)緊接著的層,同樣也由碳化硅的假晶和細(xì)結(jié)晶集合體所構(gòu)成,但是它們,照例是混雜在折光率高的(N=1.53~1.62)泡沫狀玻璃內(nèi)的。這一點(diǎn)證明了,在玻璃內(nèi)除了氧化硅之外還有大量的氧化鋁和氧化鈣。在玻璃中可以看到生成的鈣斜長石CaO.AL2O3.2SiO2和假硅灰石02。可以明顯地看到破化硅被玻璃分解之后所形成的氣相,這種氣相被夾在玻璃的中間,而使它具有多孔的構(gòu)造。生產(chǎn)綠色碳化硅時(shí)得到的氧碳化硅,具有豐富的物相粗成。它基本上由方英石的粒狀集合體、碳化硅的細(xì)結(jié)晶集合體和假晶(甚至有類似木炭的假晶)以及提到完全硅化的煤和焦炭顆粒所構(gòu)成。上面提到的各種物相,往往被包圍在玻璃內(nèi)或被膠結(jié)成復(fù)雜的集合體。在玻璃中還能看到球形金屬夾雜物。