碳化硅的迷人特性

SiC，也稱為碳化硅，是硅和碳化物在晶體結構中的組合，大約有250種不同的晶體形式可以找到SiC。碳化硅可以采取許多不同的形式：單個SiC晶粒可以燒結在一起形成堅固的陶瓷;SiC纖維可以添加到聚合物基質中以形成復合材料，并且可以生長大的單個有機硅晶體以用于半導體應用。SiC也以礦物碳硅石的形式出現在自然界中，盡管很少見。

輕巧穩定

SiC的平均密度約為3 g/cm3，這使得其重量相對較輕。它具有化學惰性和耐腐蝕性，即使暴露在高達 800°C 的溫度下也不會受到任何酸、熔鹽或堿的侵蝕。 SiC是一種非常堅硬和堅固的材料（考慮到其作為研磨材料的應用，這是有道理的）。

SiC具有非常低的熱膨脹系數，這意味著即使暴露于極端溫度變化，它也能保持尺寸穩定（例如，當暴露于熱時不會顯著膨脹或在暴露于寒冷時不會顯著收縮）。它還具有出色的抗熱震性。

崇高的材料

碳化硅最迷人的特性之一是它能夠升華：當溫度足夠高時，SiC跳過液體形式，直接變成氣態。這意味著它會變成蒸汽而不是融化。碳化硅的升華溫度（發生這種固體到蒸汽轉變的地方）約為2700°C（大約是太陽表面溫度的一半）。

作為一種半導體材料，金屬導電性可以通過氮、鋁或硼的大量摻雜來實現。它可以被磷或氮摻雜n型，鎵，鋁，硼或鈹的p型。

碳化硅的眾多應用

除了在半導體方面的應用外，SiC還用于防彈背心，陶瓷板，細絲高溫測量儀，鑄造坩堝和汽車離合器等產品。在電氣應用方面，其最早的用途之一是作為高壓電力系統中的避雷器，因為工程師和科學家認識到碳化硅即使在高壓和高溫下也能很好地發揮作用。碳化硅在電子產品中的更現代應用包括肖特基二極管、MOSFET 和電力電子。

無論是用作磨料拋光材料還是肖特基二極管的半導體，SiC 肯定是堅固且多方面的。升華、極端的化學惰性和耐腐蝕性、優異的熱性能以及作為單晶結構生長的能力只是其突出性能中的一小部分。

審核編輯：郭婷