碳化硅陶瓷零件及加工

产品概述

碳化硅陶瓷是以碳化硅（SiC）为基础的共价键结合型先进陶瓷，也是性能最为优异的高温结构陶瓷之一。其强韧的Si–C键赋予材料卓越的硬度、高温强度、高导热性、优异的耐腐蚀性能以及较低的密度。经合理选材，该材料可在约1400～1600℃的高温下保持可观的力学性能。由于其密度仅为所列钢材的约40%，该材料广泛应用于航空航天、核能、半导体设备、精密机械以及各类承受高温、高速、腐蚀或磨损工况的新能源系统中。

凌宇供应反应结合型RB-SiC、无压烧结SSiC陶瓷、再结晶RSiC以及热压HPSiC。反应结合材料通常也被称作渗硅SiSiC陶瓷。我们可根据客户提供的图纸定制碳化硅陶瓷零部件，并依据几何形状、公差要求、工作环境及服役条件，合理选用牌号、成形工艺、烧结路线以及金刚石加工工艺。

类别：

陶瓷材料

关键词：

凌宇精密陶瓷

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关键性能优势

卓越的硬度与耐磨性

碳化硅的莫氏硬度可达9.2–9.5，维氏硬度约为HV 2,200–2,800。据相关资料对比，在所列工况下，其硬度高于氧化铝，耐磨性约为高锰钢的10–20倍。因此，在磨料流、颗粒冲蚀以及重载滑动等工况下，碳化硅能够有效保持尺寸稳定性。

高温机械强度

在约1400℃以下，适宜的碳化硅牌号能够保持较高的抗弯强度，并表现出优异的抗蠕变性能。据文献报道，其高温抗弯强度范围为350～550 MPa，可满足严苛的炉窑、换热器、涡轮机及发动机等应用需求。其允许的工作温度与载荷条件则强烈依赖于材料牌号、环境气氛、应力状态以及作用时间等因素。

高导热性和抗热震性

典型的热导率范围约为80至200 W/m·K，而热膨胀系数则相对较低，约为4.0–4.5×10⁻⁶/°C。这种特性既可实现快速传热，又能有效抑制热应变，因而有利于高温换热器、晶圆搬运设备以及其他需承受快速温度变化的部件。

耐化学性和耐腐蚀性

碳化硅陶瓷在多种强酸、强碱、氧化剂、盐溶液及熔融金属中均具有良好的化学稳定性，但遇强碱、氟化物及其他特定介质时仍可能发生高温腐蚀。与许多钢及合金相比，它在化工泵、阀门、密封件以及工艺设备等领域表现出卓越的服役性能。针对具体介质与温度条件，开展相容性测试仍是不可或缺的。

低密度与高比强度

碳化硅的密度接近3.1–3.2 g/cm³，约为所列钢材密度的40%，约为钛合金密度的70%。其优异的强度-重量比可在高速或对质量敏感的组件中有效降低惯性、离心载荷并减少能量消耗。

主要产品范围

密封件与磨损部件

机械密封环、轴套、柱塞、喷嘴、旋风分离器内衬以及烟气脱硫喷嘴均利用该材料的高硬度、优异的抗冲刷性能和耐腐蚀性能。SSiC陶瓷与SiSiC陶瓷的牌号选择，需综合考虑介质化学特性、工作温度、几何形状及成本等因素。

窑具与换热器

辊道、横梁、窑车托板、烧嘴套管、辐射管以及换热器管束兼具高温强度、优良的导热性能和优异的抗热震性。其应用领域涵盖电池材料烧结、陶瓷烧成、钢材热处理以及工业余热回收等。

半导体与精密零部件

晶圆承载器、陶瓷卡盘、精密导轨、直线轴承部件以及镜面基板均具有高刚度、高热导率、低热膨胀系数和优异的尺寸稳定性。最终的纯度、表面粗糙度、平面度及污染物控制要求应根据半导体或光学工艺的具体需求予以确定。

研磨介质与防护陶瓷

碳化硅球、研磨筒及防护陶瓷板具有高硬度、低磨损和相对较低的密度，广泛应用于精细研磨、粉体加工以及工程防护系统等领域，其适用性由整体设计与性能验证要求共同决定。

典型技术性能

属性	反应结合型RB-SiC/SiSiC	无压烧结碳化硅	重结晶的RSiC
碳化硅含量	≥85%	≥98%	≥99%
密度（g/cm³）	3.0–3.1	3.1–3.2	2.6–2.8
莫氏硬度	9	9.2–9.5	9
抗弯强度（MPa）	300–400	400–550	150–250
抗压强度（MPa）	1,500–2,000	2,000–2,800	800–1,200
最高使用温度（℃）	1,380	1,600	1,650
热膨胀系数（10⁻⁶/°C）	4.0–4.5	4.0–4.5	4.5–5.0
导热系数（W/m·K）	100–150	120–200	30–60
体积电阻率（Ω·cm）	10¹²–10¹³	10¹²–10¹³	10¹²–10¹³