碳化硅的研究與應(yīng)用論文

（（（（學(xué)士學(xué)位論文系別：物理與電子工程系學(xué)科專業(yè)：物理學(xué)(太陽(yáng)能、風(fēng)能開發(fā)和利用方向）姓名：羅京運(yùn)城學(xué)院2015年05月碳化硅的研究與應(yīng)用系別：物理與電子工程系學(xué)科專業(yè)：物理學(xué)(太陽(yáng)能、風(fēng)能開發(fā)和利用方向）姓名：羅京指導(dǎo)教師：荊敏娟運(yùn)城學(xué)院2015年05月

碳化硅的研究與應(yīng)用摘要：通過總結(jié)國(guó)內(nèi)外對(duì)碳化硅的研究成果，簡(jiǎn)明的說明碳化硅的研究背景、概念性質(zhì)、國(guó)內(nèi)外對(duì)于碳化硅研究以及碳化硅的研究現(xiàn)狀。之后又舉例了兩個(gè)國(guó)內(nèi)外在研究碳化硅的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。詳細(xì)的闡述了目前中國(guó)碳化硅行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和碳化硅在實(shí)際生活。列舉了生產(chǎn)中的應(yīng)用到的碳化硅，對(duì)碳化硅未來發(fā)展的展望等做了詳細(xì)的預(yù)測(cè)。在碳化硅的研究與發(fā)展中，國(guó)內(nèi)外正在逐漸完善對(duì)它的了解和應(yīng)用，但是對(duì)于碳化硅在實(shí)際中的應(yīng)用目前還沒有做出具體且詳細(xì)的闡述。碳化硅的研究在未來的發(fā)展和應(yīng)用及碳化硅材料的應(yīng)用領(lǐng)域等。本論文就碳化硅的研究與發(fā)展做一個(gè)全面綜合的探討與概述。關(guān)鍵字:碳化硅；研究；應(yīng)用；展望ResearchandapplicationofsiliconcarbideAbstract：Throughsummarizingtheresearchachievementsofthesiliconcarbideathomeandabroad,aconciseexplanationofthebackground,concept,propertiesofsiliconcarbide,thecurrentresearchstatusofdomesticandforeignresearchonsiliconcarbideandsiliconcarbide.Then,anexampleisgiventothetwoclassicexperimentsonthestudyofthesiliconcarbideathomeandabroad.IndetailelaboratedthepresentdevelopmentofsiliconcarbideindustryinChinaandsiliconcarbideinreallife.Liststheapplicationtothesiliconcarbide,theoutlookforthefuturedevelopmentofsiliconcarbideandotherdetailedforecasts.Intheresearchanddevelopmentofsiliconcarbide,bothathomeandabroadaregraduallyimprovetheunderstandingandapplicationofit,butforsiliconcarbideintheactualapplicationarestillnotmakespecificanddetailedinthispaper.Thedevelopmentandapplicationofsiliconcarbideresearchinthefutureandapplicationfieldofsiliconcarbidematerials,etc.Inthispaper,researchanddevelopmentofsiliconcarbideasacomprehensivediscussionandsummary.Keywords:Siliconcarbide;Application;Research;Outlook目錄8001引言 （1）TOC\o"1-3"\h\u8002碳化硅的研究背景 （引言隨著工業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，碳化硅的非磨削用途在不斷擴(kuò)大，在耐炎材料方面用于制作各種高級(jí)耐炎制品，如墊板、出鐵槽、坩鍋熔池等；在冶金工業(yè)上作為煉鋼脫氧劑，可以節(jié)電，縮短冶煉時(shí)間，改善操作環(huán)境；在電氣工業(yè)方面利用碳化硅導(dǎo)電、導(dǎo)熱及抗氧化性來制造發(fā)熱元件——硅碳棒。碳化硅的燒結(jié)制品可作固定電阻器，在工程上還可作防滑防腐蝕劑。碳化硅與環(huán)氧樹脂混合可涂在耐酸容器中、蝸輪機(jī)葉片上起防腐耐磨作用。SiC由于具有優(yōu)良的耐高溫、耐磨耗、耐腐蝕及高的熱傳導(dǎo)性能，近年來受到人們極大關(guān)注。作為一種新型的非氧化物精細(xì)陶瓷材料，其研究與應(yīng)用均取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。2碳化硅的研究背景碳化硅是由美國(guó)人艾奇遜在1891年電熔金剛石實(shí)驗(yàn)時(shí)，在實(shí)驗(yàn)室偶然發(fā)現(xiàn)的一種碳化物，當(dāng)時(shí)誤認(rèn)為是金剛石的混合體，故取名金剛砂，1893年艾奇遜研究出來了工業(yè)冶煉碳化硅的方法，也就是大家常說的艾奇遜爐，一直沿用至今，以碳質(zhì)材料為爐芯體的電阻爐，通電加熱石英SIO2和碳的混合物生成碳化硅。碳化硅沒有天然的，人造碳化硅是19世紀(jì)末研究成的。特別應(yīng)提到的是美國(guó)人艾奇遜。他采用含氧化鋁的粘土，配上焦炭，對(duì)該混合物通一強(qiáng)大的電流，直到中心的粘土融化。冷卻后，他在點(diǎn)擊的端部和混合物料中發(fā)現(xiàn)了明亮閃光的堅(jiān)硬物質(zhì)。艾奇遜多次重復(fù)這一實(shí)驗(yàn)，并且把這些堅(jiān)硬物質(zhì)收集起來實(shí)驗(yàn)它的磨削性能，結(jié)果竟能磨損他的鉆石戒指。當(dāng)時(shí)艾奇遜認(rèn)為所發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)是碳和剛玉的化合物，所以將這種物質(zhì)取名為“卡普倫登”。他是英文carbon（碳）和corundum（剛玉）兩個(gè)詞復(fù)合構(gòu)成的。事實(shí)上，參與反應(yīng)的不是粘土里的氧化鋁，而是二氧化硅。1893年，艾奇遜獲得碳化硅生產(chǎn)專利權(quán)，使碳化硅成為世上最早商品化的人造磨料。當(dāng)時(shí)只能智取黑色碳化硅，日產(chǎn)125克。它被人們認(rèn)為是“研磨寶石”，每公斤價(jià)格高達(dá)1600美元。3碳化硅的概念及性質(zhì)3.1基本認(rèn)識(shí)及概念SiC成形體的制作工藝圖：圖1SiC成形體的制作工藝分子式為SiC，其硬度介于剛玉和金剛石之間，機(jī)械強(qiáng)度高于剛玉，可作為磨料和其他某些工業(yè)材料使用。工業(yè)用碳化硅于1891年研制成功，是最早的人造磨料。在隕石和地殼中雖有少量碳化硅存在，但迄今尚未找到可供開采的礦源。碳化硅（SiC）是通過用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑為原料，其過程通過電阻爐高溫冶煉而成。在大自然中也存在罕見的礦物，莫桑石。目前我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的碳化硅兩種，黑色碳化硅，綠色碳化硅，均為六方晶體。包括黑碳化硅和綠碳化硅。黑碳化硅是以石英砂、石油焦和優(yōu)質(zhì)硅石等為主要的原料。常用的碳化硅磨料有兩種不同的晶體，一種是綠碳化硅，含SiC97%以上，主要用于磨硬質(zhì)含金工具。另一種是黑碳化硅，有金屬光澤，含SiC95%以上，強(qiáng)度比綠碳化硅大，但硬度較低，主要用于磨鑄鐵和非金屬材料。圖2優(yōu)質(zhì)綠碳化硅微粉圖3綠碳化硅原塊3.2碳化硅的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)3.2.1碳化硅的物理性質(zhì)碳化硅的折射率非常高，在普通光線下為2.6767-2.6480;在特殊光線下為2.6889-2.6930.各種晶型的碳化硅比重十分接近，一般為3.217.碳化硅砂的堆積密度為1.2-1.6g/之間波動(dòng)，取決于粒度型號(hào)、粒度組成和顆粒形狀。耐火材料用碳化硅砂還測(cè)定其搖實(shí)密度，整形后的8#以下通料的搖實(shí)密度可達(dá)2.1-2.4g/.碳化硅的莫氏硬度為9.2.黑SiC與綠SiC的硬度無論在常溫下還是高溫下都基本相同，沒有本質(zhì)上的差別。碳化硅的膨脹系數(shù)不大，以下為測(cè)定結(jié)果。在25-1400℃范圍內(nèi)，碳化硅平均熱膨脹系數(shù)可取4.4×10（-6℃-1）。碳化硅的熱膨脹系數(shù)：表1碳化硅的熱膨脹系數(shù)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)棣?SiC。3.2.2碳化硅的化學(xué)性質(zhì)碳化硅的化學(xué)穩(wěn)定性與其氧化特性有密切關(guān)系。碳化硅易氧化,但它氧化之后形成了一層二氧化硅薄膜,氧化進(jìn)程逐步被阻礙。在空氣中,碳化硅于800℃時(shí)就開始氧化,但很緩慢;隨著溫度升高,則氧化速度急速加快。氧化時(shí),若同時(shí)存在著能將二氧化硅薄膜移去或使之破裂的物質(zhì),則碳化硅就易被進(jìn)一步氧化。例如:鐵、錳等金屬有幾種化合價(jià),其氧化物能將碳化硅氧化,并且又能與二氧化硅生成低熔點(diǎn)化合物,能侵蝕碳化硅。例如,FeO在1300℃、MnO在1360℃能侵蝕碳化硅;而CaO、MgO在1000℃就能侵蝕碳化硅。水蒸汽與碳化硅在高溫下反應(yīng)相當(dāng)強(qiáng)烈,于1100℃以上時(shí),視情況不同,可生成硅、碳或二氧化硅。碳化硅在1000℃左右時(shí),能與硫化氫等含硫化合物生成紅棕色的硫化硅(SiS2或SiS)。這一反應(yīng)也是碳化硅制品在燒成時(shí)色澤變紅的原因之一?？寡趸裕涸诳諝庵屑訜崽蓟璨牧系?300℃時(shí)，其碳化硅晶的體表面開始有二氧化硅保護(hù)層生成。之后隨著保護(hù)層的逐漸的加厚，就會(huì)阻止內(nèi)部的碳化硅繼續(xù)被氧化。二氧化硅保護(hù)膜在溫度達(dá)到1900K(1627℃)以上時(shí)開始被破壞，碳化硅氧化作用就會(huì)逐漸的加劇。耐酸堿性：在耐酸、堿及氧化物的作用方面，由于二氧化硅保護(hù)膜的作用，碳化硅的抗酸能力很強(qiáng)，抗堿性稍差。電學(xué)性質(zhì)：常溫時(shí)，工業(yè)制作的碳化硅是半導(dǎo)體。比較高的純度的碳化硅就會(huì)隨著溫度的升高造成其電阻率的下降，那些含雜質(zhì)的碳化硅，研究根據(jù)它的含雜質(zhì)的不同，得出的結(jié)果是其導(dǎo)電性能也將不同。另一電性質(zhì)是電致發(fā)光性，目前已經(jīng)研制出了比較實(shí)用器件。4碳化硅的發(fā)展歷程4.1碳化硅的發(fā)現(xiàn)4.1.1發(fā)現(xiàn)和早期的合成方法雖然早期有一些不系統(tǒng)的、不受認(rèn)可或是未經(jīng)證實(shí)的的碳化硅合成方法的報(bào)道，比如在1810年貝采里烏斯報(bào)道的用金屬鉀還原氟硅酸鉀的合成方法、1849年CharlesMansuèteDespretz報(bào)道的將通電的碳棒埋在沙粒中的合成方法、1881年RobertSydneyMarsden報(bào)道的在石墨坩堝中用熔融的銀溶解硅石的合成方法、1882年AlbertColson在乙烯氣氛中加熱單質(zhì)硅的合成方法以及1881年P(guān)aulSchützenberger報(bào)道的在石墨坩堝中加熱硅單質(zhì)和硅石混合物的合成方法，但真正實(shí)現(xiàn)碳化硅的大量制備還是在1890年由愛德華古德里奇艾奇遜率先實(shí)現(xiàn)的。艾奇遜嘗試在鐵鍋中加熱粘土（硅酸鋁）和焦炭粉的混合物合成人造鉆石的過程中發(fā)現(xiàn)了這個(gè)合成碳化硅的方法，他將得到的藍(lán)色金剛砂晶體誤認(rèn)為是一種由碳和鋁構(gòu)成的類似剛玉的物質(zhì)。1893年亨利·莫瓦桑在研究來自亞利桑那州的代亞布羅峽谷隕石樣品時(shí)發(fā)現(xiàn)了罕有的在自然條件下存在的碳化硅礦石，將之命名為莫桑石。莫瓦桑也通過幾種方法合成了碳化硅：包括用熔融的單質(zhì)硅熔解單質(zhì)碳、將碳化硅和硅石的混合物熔化和在電爐中用單質(zhì)碳還原硅石的方法。但莫瓦桑在1903年時(shí)還是將碳化硅的發(fā)現(xiàn)歸功于艾奇遜。艾奇遜在1893年2月28日為合成碳化硅粉末的方法申請(qǐng)了專利保護(hù)。碳化硅最早的用途是磨料，隨后被用于電子器件中。在二十世紀(jì)初，第一批雷達(dá)中就是將碳化硅用為探測(cè)器的，1907年馬可尼公司的雇員兼馬可尼的助手HenryJosephRound通過在碳化硅晶體上施加一定的電壓后在陰極上觀察到有黃色、綠色和橙色光放出，由此得到了世界上第一個(gè)發(fā)光二極管。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果后來在1923年被蘇聯(lián)科學(xué)家奧列格·洛謝夫重復(fù)證實(shí)。4.1.2自然界中的分布自然界中的分布自然界中的莫桑石僅微量分布于某幾種隕石、剛玉礦床和金伯利巖中。幾乎世界上所有的碳化硅固體包括莫桑石制成的珠寶都來自于人工合成。1893年費(fèi)迪南德·亨利·莫桑在一小部分的代亞布羅峽谷隕石中發(fā)現(xiàn)了天然的莫桑石。莫桑的發(fā)現(xiàn)起初是有一定爭(zhēng)議的，因?yàn)樗种械臉悠房赡茉谇懈顣r(shí)受到了由人造碳化硅制成的圓鋸片的污染。雖然地球上的碳化硅非常稀有但在宇宙空間中卻相當(dāng)常見。宇宙中的碳化硅通常是碳星周圍的宇宙塵埃中的常見成分。在宇宙和隕石中發(fā)現(xiàn)的碳化硅幾乎無一例外都是β相晶形的。對(duì)在默奇森隕石這類碳質(zhì)球粒隕石中發(fā)現(xiàn)的碳化硅顆粒進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)碳和硅元素的同位素比例均有異常，這表明隕石來自太陽(yáng)系外，這些碳化硅顆粒中的99%來源于富碳的漸近巨星分支中的恒星。通過紅外光譜推測(cè)碳化硅在這類恒星上很常見。4.2碳化硅的制造制造由于自然界中的莫桑石非常罕有，所以碳化硅多為人造。它被用于磨料、半導(dǎo)體材料和具有鉆石特點(diǎn)的仿制品。常見的方法是利用艾奇遜法將細(xì)的二氧化硅顆粒與焦炭混合，置入石墨為電極的電爐中，加熱到1600至2500°C之間的高溫制得。另一種方法是將純凈的二氧化硅顆粒在植物性材料（比如谷殼）中加熱合成碳化硅，通過熱分解有機(jī)質(zhì)材料生成的碳還原二氧化硅產(chǎn)生硅單質(zhì)，隨后多余的碳與單質(zhì)硅反應(yīng)產(chǎn)生碳化硅。還能利用生產(chǎn)金屬硅化物和硅鐵合金的副產(chǎn)物硅灰與石墨混合在1500°C的條件下加熱合成碳化硅。用艾奇遜法在電爐中合成的碳化硅因距離石墨電阻加熱源遠(yuǎn)近的不同在純度上有一定的差別。最靠近電阻加熱源的地方產(chǎn)生的無色、淡黃色或綠色的碳化硅晶體純度最高。隨著離電阻加熱源的距離越來越遠(yuǎn)生成的碳化硅顏色變?yōu)樗{(lán)色和黑色，這些深色晶體的純度相對(duì)降低。氮和鋁是碳化硅中常見的雜質(zhì)，它們會(huì)影響碳化硅的電導(dǎo)率。純的碳化硅是用Lely法制造的。通過將碳化硅粉末在2500°C的氬氣氛下升華后再沉積形成鱗片狀的單晶，在較冷的基底上可形成尺寸大到2×2cm2的單晶。Lely法能生長(zhǎng)出高質(zhì)量的碳化硅單晶。因?yàn)閱尉У纳L(zhǎng)溫度高，所以得到的單晶大多數(shù)是6H-SiC相的。在石墨坩堝中進(jìn)行感應(yīng)加熱則是另一種改進(jìn)后的艾奇遜法，它可以制造的碳化硅單晶尺寸是傳統(tǒng)方法的81倍。立方體狀的碳化硅一般是借助成本較為昂貴的化學(xué)氣相沉積法來合成的。通過氣相和液相合成的方法可以制造同質(zhì)外延和異質(zhì)的碳化硅薄層。純的碳化硅也能利用某些聚合物比如聚甲基硅烷在低溫的惰性氣氛中熱分解來合成。相較于化學(xué)氣相沉積法，熱分解法的優(yōu)勢(shì)在于聚合物能在熱裂解形成陶瓷狀碳化硅之前塑造成各種不同的形狀。4.3碳化硅的發(fā)展歷程1905年第一次在隕石中發(fā)現(xiàn)碳化硅。1824年，Berzelius(1779-1848),瑞典科學(xué)家在合成金剛石時(shí)觀察到碳化硅（SiC）的存在，從此就拉開了人類對(duì)于碳化硅材料研究的序幕。1907年世界上第一只碳化硅（SiC）晶體發(fā)光二極管誕生。Acheson在（1856年-1931年）第一次使用焦炭和硅石混合劑（焦炭40%，硅石50%，摻入劑10%）放入槽型熔爐中通過高溫加熱的方法獲得碳化硅結(jié)晶的方法。這方法獲得的碳化硅是2-3cm的鱗狀單晶或多晶。1907年，英國(guó)工程師Round在1881年-1966年中利用場(chǎng)的發(fā)光效應(yīng)制備了第一只碳化硅發(fā)光二極管，開啟了碳化硅材料在電子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。1920年，碳化硅的單晶硅被應(yīng)用于早期的無線電接收機(jī)上面。1955年，荷蘭飛利浦研究室J.A.Lely首次在實(shí)驗(yàn)室中用升華氣體再結(jié)晶的方法制成雜質(zhì)數(shù)量和種類可控制的、具有足夠尺寸的SiC單晶，由此奠定了碳化硅的發(fā)展基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了理論和技術(shù)上的重大突破。1958年在波士頓召開第一次世界碳化硅會(huì)議進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。蘇聯(lián)人Tairov和Tsvetkov在1978年提出了改進(jìn)Lely熱生長(zhǎng)法-“籽晶升華生長(zhǎng)法”亦稱作物理氣相傳輸，使生長(zhǎng)大面積高質(zhì)量碳化硅晶體成為可能，從此拉開了大規(guī)模碳化硅材料和器件研究的序幕。八十年代，美國(guó)的國(guó)家宇航局和美國(guó)海軍研究局通過和北卡羅萊那州立大學(xué)合作開發(fā)碳化硅材料和器件。1987年，Cree公司的成立，首先建立了碳化硅SiC的生產(chǎn)線，提供商品化的碳化硅晶體和制造器件的生產(chǎn)線。2007年，Cree公司推出4英寸（100mm）零微管（ZMP）N型SiC襯底。同時(shí)，螺旋位錯(cuò)（Screwdislocation）密度被降低到幾百個(gè)平方厘米。2010年8月30日，Cree發(fā)布了6英寸的SiC的N型襯底，微管密度（MPDensity）小于10/。5國(guó)內(nèi)外對(duì)于的碳化硅研究5.1碳化硅的研究現(xiàn)狀表象繁榮:碳化硅精細(xì)微粉作為一種新型的多復(fù)合性功能材料，近年來被廣泛應(yīng)用于高端太陽(yáng)能、半導(dǎo)體切割研磨、LED、非金屬陶瓷、高性能密封環(huán)等領(lǐng)域。尤其是最近幾年，無論國(guó)內(nèi)外媒體及產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向，都極力助推了這一新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。光伏產(chǎn)業(yè)強(qiáng)烈的發(fā)展預(yù)期，導(dǎo)致碳化硅行業(yè)炙手可熱，吸引了大批的企業(yè)和社會(huì)投資者紛紛涌入，克服節(jié)能減排等多方壓力，各種規(guī)模的碳化硅生產(chǎn)企業(yè)可謂是遍地開花，樂觀情緒漸盛。產(chǎn)能過剩:近年來，隨著全球節(jié)能減排呼聲的逐年高漲，新能源光伏企業(yè)取得了高歌猛進(jìn)的發(fā)展，尤其是2010年光伏行業(yè)經(jīng)歷了井噴式發(fā)展。伴隨光伏產(chǎn)業(yè)的興起，對(duì)作為硅片線切割重要輔料的碳化硅精細(xì)微粉形成巨大需求。2010年，全球裝機(jī)容量為15.7GW，對(duì)碳化硅精細(xì)微粉的需求約26萬噸（為綠碳化硅精細(xì)微粉），推算知需綠碳化硅原料塊約50萬噸。在上述預(yù)期及樂觀情緒情況下，我國(guó)綠碳化硅生產(chǎn)能力已達(dá)160萬噸左右，主要分布在青海、甘肅、新疆等地區(qū)，產(chǎn)能嚴(yán)重過剩。行情急轉(zhuǎn):進(jìn)入2011年，光伏產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了2005-2010年均復(fù)合增長(zhǎng)率40%以上的高速增長(zhǎng)后，今年4-5月，受歐洲最主要光伏市場(chǎng)政策變動(dòng)影響，光伏裝機(jī)處于幾乎停滯狀態(tài)。產(chǎn)能過剩帶來嚴(yán)重的庫(kù)存壓力使得光伏產(chǎn)業(yè)鏈出現(xiàn)大幅度回調(diào)，價(jià)格一路走低，從集成系統(tǒng)、組件、到硅片、甚至到上游門檻較高的多晶硅原料，產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)無一幸免。統(tǒng)計(jì)資料顯示，4月1日開始至今現(xiàn)貨市場(chǎng)多晶硅價(jià)格下跌40%（已由4月初的78萬元/噸下跌至目前的35萬元/噸左右），硅片價(jià)格下跌40%以上，組件價(jià)格下跌27%。全產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格的迅速下跌，使得所有光伏企業(yè)毛利率大幅下滑，利潤(rùn)空間迅速收窄，一部分無成本優(yōu)勢(shì)的中小企業(yè)甚至出現(xiàn)虧損，開工率一度跌至50%以下。慘烈程度堪比2008金融危機(jī)。在此背景下，作為其產(chǎn)業(yè)鏈條上的一環(huán)，碳化硅各生產(chǎn)企業(yè)也未能幸免，產(chǎn)品有價(jià)無市，企業(yè)經(jīng)營(yíng)形勢(shì)急劇惡化，行業(yè)洗牌已不可避免。5.2碳化硅行業(yè)的“危”與“機(jī)”1、價(jià)格低迷，碳化硅市場(chǎng)景氣度下降碳化硅原料塊:由于產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，2011年新產(chǎn)能大量釋放，形成短期的相對(duì)過剩，西部地區(qū)碳化硅價(jià)格連續(xù)幾個(gè)月呈持續(xù)走低態(tài)勢(shì)。碳化硅原料塊價(jià)格由4月初的11000元/噸下跌至目前的9000元/噸，甚至有部分廠家已經(jīng)報(bào)出8000—8500元/噸，已形成短期的惡性循環(huán)。目前，隨著西部地區(qū)取消優(yōu)惠電價(jià)政策后（電價(jià)普遍達(dá)到0.4元/度），很多碳化硅冶煉企業(yè)已經(jīng)近乎于微薄利潤(rùn)下勉強(qiáng)維持生產(chǎn)。碳化硅精細(xì)微粉:在碳化硅精細(xì)微粉方面，作為其主要應(yīng)用市場(chǎng)，光伏行業(yè)此次大幅震蕩也給碳化硅精細(xì)微粉市場(chǎng)造成巨大沖擊。今年一二月份光伏組件和電池的價(jià)格開始下跌，緊接著是硅片，5月份以后上游多晶硅的價(jià)格也開始出現(xiàn)了明顯跌幅。在經(jīng)過近三個(gè)月的持續(xù)下跌之后，多晶硅的價(jià)格已經(jīng)是6年來的最低價(jià)。整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)下跌行情從下游向上游的反向傳導(dǎo)，目前仍然未有復(fù)蘇的跡象，根據(jù)粗略估算，碳化硅精細(xì)微粉價(jià)格跌幅至少在15%以上，甚至更高。更令人堪憂的還在于價(jià)格大幅下跌的同時(shí)成交量也未有明顯擴(kuò)大，反倒出現(xiàn)了價(jià)量齊跌的局面。2、經(jīng)濟(jì)環(huán)境變化沖擊碳化硅行業(yè)電荒：3月份以來，全國(guó)多地出現(xiàn)淡季“電荒”現(xiàn)象。國(guó)家能源局和發(fā)改委相繼出臺(tái)限制工業(yè)尤其是高耗能行業(yè)用電、上調(diào)工業(yè)用電價(jià)格等一系列政策，對(duì)于本來就處于不景氣中的碳化硅行業(yè)又形成較大沖擊。宏觀經(jīng)濟(jì)趨緊：2011年隨著國(guó)家宏觀調(diào)控的收緊，央行以3次加息、5次上調(diào)存款準(zhǔn)備金率，中小企業(yè)生存和發(fā)展面臨困境。碳化硅行業(yè)內(nèi)資金實(shí)力不濟(jì)的企業(yè)，生存前景堪憂。人民幣升值壓力急劇加大，碳化硅產(chǎn)品屬于國(guó)家限制出口類產(chǎn)品，需要注意的是由此可能造成更多企業(yè)內(nèi)銷為主，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)一步加劇。用工荒：隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的回暖，全國(guó)普現(xiàn)用工荒，碳化硅行業(yè)也不例外，在目前行業(yè)不景氣的時(shí)候，行業(yè)用工問題更加凸顯出來，普工、技術(shù)工人的工資在年后都有相當(dāng)幅度的上漲，由于碳化硅行業(yè)生產(chǎn)環(huán)境相對(duì)較差、勞動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)較大，用工成本實(shí)際屬于較難規(guī)避的硬性成本，已經(jīng)給碳化硅企業(yè)造成巨大壓力。3、光伏市場(chǎng)變化碳化硅行業(yè)最大利空作為世界前兩大光伏市場(chǎng)，德國(guó)、意大利占據(jù)了世界光伏市場(chǎng)60%以上的份額，而在2011年，繼德國(guó)政府決定削減16%的光伏補(bǔ)貼之后，4月1日，意大利政府出臺(tái)了新的光伏補(bǔ)貼政策，從當(dāng)日起至2012年年底，將光伏補(bǔ)貼削減15%-20%；2013—2015年將光伏補(bǔ)貼再削減30%-35%。由于光伏目前成本相對(duì)傳統(tǒng)能源仍處于較高水平，一直以來都是靠政策驅(qū)動(dòng)發(fā)展，政府給予的行業(yè)補(bǔ)貼量與光伏行業(yè)發(fā)展景氣度高度正相關(guān)，突然的政策下調(diào)，引發(fā)了光伏行業(yè)有史以來最大幅度的調(diào)整，調(diào)整幅度甚至比2008年國(guó)際金融危機(jī)時(shí)還要大。這直接導(dǎo)致了碳化硅精細(xì)微粉的價(jià)格和需求量下調(diào)。4、準(zhǔn)單晶電池片已正式投放市場(chǎng)準(zhǔn)單晶電池片轉(zhuǎn)換效率與單晶電池片一致，工藝成本卻與多晶電池片相當(dāng)，準(zhǔn)單晶鑄錠技術(shù)所得產(chǎn)品在擁有單晶效率的同時(shí)，還具有多晶硅低成本、低衰減的優(yōu)勢(shì)。2011年6月18日，中國(guó)河南安陽(yáng)鳳凰光伏在上海宣布其準(zhǔn)單晶硅材料開始量產(chǎn)，將正式投放市場(chǎng)。目前已有超過10家企業(yè)正在使用鳳凰光伏的準(zhǔn)單晶硅片，其中兩家在7月開始執(zhí)行批量訂單。5.3國(guó)內(nèi)外在研究碳化硅的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)5.3.1磁性碳化硅功能陶瓷的制備用先驅(qū)體法的方法制備碳化硅(SiC)，是一種具有更多用途的高性能陶瓷材料，通過技術(shù)可以制備SiC陶瓷纖維、陶瓷基復(fù)合材料、陶瓷涂層、陶瓷薄膜、泡沫陶瓷、陶瓷微粉等。其中碳化硅（SiC）纖維是具有高強(qiáng)高模和耐高溫氧化等性能，在高性能復(fù)合材料中的應(yīng)用具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。目前，用先驅(qū)體高分子電磁改性方法來制備碳化硅SiC功能材料是目前國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。通過用低分子量的聚硅烷和二茂鐵合成制造出的PFcs，并通過多孔熔融紡絲、預(yù)氧化、和連續(xù)高溫?zé)芍频玫碾娮杪实?、有磁性的碳化硅纖維，進(jìn)而我們制備磁性碳化硅結(jié)構(gòu)吸的波材料?？蓪FCS直接用高溫裂解的方法制得磁性碳化硅吸波陶瓷，這個(gè)方法的工藝比較簡(jiǎn)單，其特點(diǎn)是成本低廉、鐵分布均勻等。而在Pcs中引入鐵絡(luò)合物制備含鐵的碳化硅陶瓷。實(shí)驗(yàn)：通過二氯二甲基硅烷與金屬鈉在甲苯中縮合制得聚二甲基硅烷(PDMS)。聚二甲基硅烷(PDMS)在400℃～500℃的惰性氣體保護(hù)下裂解制得的低分子量聚硅烷(LPS)。LPS與二茂鐵的反應(yīng)是在高壓的釜中進(jìn)行。隨著反應(yīng)器的溫度逐漸的升高，溫度恒定后經(jīng)過保溫的處理即可制得聚鐵碳硅烷粗料，粗料用二甲苯溶解，再通過過濾、減壓蒸餾等方法制得的產(chǎn)品聚鐵碳硅烷。聚鐵碳硅烷在管式爐中在以高純氮?dú)獗Ｗo(hù)下面高溫(800～1400℃)燒成即得磁性碳化硅陶瓷。5.3.2碳化硅薄膜制備1、薄膜制備薄膜沉積設(shè)備分為3個(gè)部分：配氣系統(tǒng)、反應(yīng)室系統(tǒng)和擒氣系統(tǒng)．反應(yīng)氣體電D07-7A/2M型質(zhì)量流量計(jì)控制；熱絲溫度用WGJ-01型精密光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量(測(cè)量范圍900-3200℃)；襯底溫度用DWT-702精密溢度控制器測(cè)控；反應(yīng)室燕強(qiáng)采用FZH-2B型復(fù)合真空計(jì)(20～pa)和SVG-2FM型熱電離復(fù)合真空計(jì)(1.0×103-1.0×Pa)進(jìn)行測(cè)量．2、場(chǎng)致發(fā)射特性測(cè)試SiC薄膜場(chǎng)致發(fā)射I-V特性的測(cè)試設(shè)備如圖4所示．圖4場(chǎng)發(fā)射性能測(cè)試設(shè)備示意圖為了測(cè)試的穩(wěn)定，電路中串入了一個(gè)10M的標(biāo)準(zhǔn)電阻R，測(cè)試樣品置于真空室，真空度為6.0×pa。測(cè)試樣品時(shí)，陰極為襯底上淀積一層SiC薄膜；陽(yáng)極以涂有ITO薄膜的玻璃片作為導(dǎo)電面．當(dāng)真空度達(dá)到足夠高后，就可以在兩極間加電場(chǎng)，隨著電壓的增大，陰極表面發(fā)射出來的電子被陽(yáng)極ITO薄膜收集，在測(cè)量回路中形成電流．電流大小就可從電流計(jì)上讀出。6目前中國(guó)碳化硅的發(fā)展?fàn)顩r目前，我國(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，我國(guó)碳化硅產(chǎn)能利用率不足45%。我國(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)能的85%，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、山東、江蘇、吉林、黑龍江等省。我國(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)。我國(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，而我國(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，我國(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%。近年來，在低碳經(jīng)濟(jì)大潮的帶動(dòng)下，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，作為光伏產(chǎn)業(yè)用的材料，碳化硅特別是綠碳化硅的銷售市場(chǎng)異?；鸨?，使得眾多磨料磨具業(yè)界人士開始格外關(guān)注碳化硅行業(yè)。6.1碳化硅行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)階段我國(guó)碳化硅行業(yè)產(chǎn)能情況，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)是碳化硅的生產(chǎn)大國(guó)和出口大國(guó)，2009年碳化硅總產(chǎn)量達(dá)53.5萬噸左右，占全球總數(shù)的56.3%，居世界第一。我們預(yù)計(jì)，2010年截止9月份僅綠碳化硅產(chǎn)量就將達(dá)到80萬噸。碳化硅行業(yè)產(chǎn)量大，但缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。盡管產(chǎn)量足夠供應(yīng)，中國(guó)制造的碳化硅產(chǎn)品大部分是低端和初步加工，對(duì)于某些需求供應(yīng)高附加值的成品和深加工產(chǎn)品存在很大的差距。尤其是高性能工程陶瓷、用以高端的研磨粉等產(chǎn)品的供應(yīng)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有滿足，核心技術(shù)大多仍由日本控制。主要還是靠進(jìn)口彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的不足。光伏行業(yè)帶動(dòng)出現(xiàn)機(jī)會(huì)，隨著傳統(tǒng)礦物質(zhì)能源日益枯竭，以太陽(yáng)能電池為代表的光伏產(chǎn)業(yè)得到迅速發(fā)展。到2020年可再生能源消費(fèi)占一次能源消費(fèi)中的比例要達(dá)到15%，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)總體呈現(xiàn)穩(wěn)中有升。碳化硅是光伏產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)——晶硅片生產(chǎn)過程中的專用材料，受光伏行業(yè)發(fā)展的帶動(dòng)，碳化硅行業(yè)通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級(jí)和下游需求的擴(kuò)展帶來了一些機(jī)會(huì)。不確定性盡管如此，由于碳化硅生產(chǎn)屬于高耗能、高污染，受到能源短缺的阻礙和國(guó)家能源節(jié)約的政策影響，還有一些具體審查和批準(zhǔn)新項(xiàng)目受到閑臵，比如低電價(jià)優(yōu)惠的有關(guān)政策已經(jīng)被取消。目前國(guó)家嚴(yán)格控制新項(xiàng)目，原有6300KVA以下規(guī)模的碳化硅冶煉要求強(qiáng)制關(guān)停。所以碳化硅行業(yè)的未來發(fā)展將面臨很多不確定性。6.2碳化硅行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局分析外部經(jīng)濟(jì)環(huán)境，經(jīng)濟(jì)態(tài)勢(shì)向好:根據(jù)世界銀行最新統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)有望繼2009年國(guó)際金融危機(jī)沖擊下“保八”成功后，這為碳化硅行業(yè)的發(fā)展提供了良好的外部發(fā)展環(huán)境。在世界經(jīng)濟(jì)逐步好轉(zhuǎn)、現(xiàn)行宏觀政策基本取向不變的情景下，2010年將延續(xù)2009年下半年經(jīng)濟(jì)較快增長(zhǎng)的良好態(tài)勢(shì)。據(jù)專家預(yù)測(cè)，“十二五”期間經(jīng)濟(jì)政策仍將保持穩(wěn)中趨緊、經(jīng)濟(jì)發(fā)展將不改上升趨勢(shì)，只是上升的斜度將有所調(diào)整，即將在不斷調(diào)整中持續(xù)穩(wěn)定向好。行業(yè)政策趨緊根據(jù)“十一五”規(guī)劃提出單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低20%左右的目標(biāo)，全國(guó)節(jié)能工作取得了積極進(jìn)展，前四年全國(guó)單位GDP能耗累計(jì)下降15.61%，但由于一些地方高耗能、高排放行業(yè)增長(zhǎng)過快，今年上半年全國(guó)單位GDP能耗同比不降反升0.09%，全國(guó)有7個(gè)地方單位GDP能耗也出現(xiàn)上升，形勢(shì)非常嚴(yán)峻，任務(wù)更加艱巨。低碳經(jīng)濟(jì)主導(dǎo)綠色GDP在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)等多種手段發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，追求綠色GDP，成為中國(guó)政府對(duì)全社會(huì)的承諾。為確保實(shí)現(xiàn)“十一五”節(jié)能減排目標(biāo)，近期國(guó)務(wù)院要求各地區(qū)進(jìn)一步加大工作力度，主要是要求各地對(duì)落后產(chǎn)能堅(jiān)決依法關(guān)停淘汰，嚴(yán)格限制高耗能、高排放行業(yè)過快增長(zhǎng)，目的是提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展的質(zhì)量和效益。分析要素優(yōu)勢(shì):國(guó)內(nèi)擁有相對(duì)廉價(jià)的勞動(dòng)力資源；當(dāng)前碳化硅制備的技術(shù)成熟、資源豐富；碳化硅行業(yè)已初具集群化發(fā)展趨勢(shì)。劣勢(shì):行業(yè)規(guī)模還太小，政策、資金方面的抗風(fēng)險(xiǎn)能力差；行業(yè)秩序有待進(jìn)一步規(guī)范，制約行業(yè)整體健康發(fā)展；行業(yè)交流就關(guān)鍵技術(shù)、長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展等的交流還顯不足。機(jī)會(huì):碳化硅用途廣泛，越來越多的新市場(chǎng)正待開發(fā)；以線切割為代表的新型領(lǐng)域，正引領(lǐng)碳化硅行業(yè)換代升級(jí)；隨著國(guó)際和中國(guó)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的好轉(zhuǎn)，碳化硅行業(yè)也會(huì)迎來一定的發(fā)展機(jī)會(huì)。威脅:針對(duì)碳化硅新用途的技術(shù)研發(fā)呈加速趨勢(shì)，替代技術(shù)大量出現(xiàn)。太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)仍處在快速成長(zhǎng)期，有多種技術(shù)在激烈競(jìng)爭(zhēng)。目前晶硅電池在市場(chǎng)份額上占了領(lǐng)先地位，但是其他技術(shù)也在快速演進(jìn)中。如若把硅晶電池看做第一代電池技術(shù)，今后會(huì)有無機(jī)薄膜電池、薄膜電池等二三代電池技術(shù)。電池技術(shù)會(huì)向更高的發(fā)電效率上發(fā)展，這是一種趨勢(shì)。目前現(xiàn)有硅片切割技術(shù)的一種替代技術(shù)即梅耶.伯格的鉆石內(nèi)嵌線鋸技術(shù)（DiamondWire），據(jù)了解有15家左右的硅片廠商在配合梅耶.伯格對(duì)該技術(shù)進(jìn)行第二輪的測(cè)試，日本的友達(dá)光電宣稱其已采用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。梅耶.伯格更預(yù)測(cè)在2011-13年，市場(chǎng)上三分之一的客戶將會(huì)轉(zhuǎn)用鉆石內(nèi)嵌線鋸。此外，當(dāng)前硅片切割企業(yè)已經(jīng)不約而同地進(jìn)行廢砂漿的回收利用，而且這個(gè)舉措可以使企業(yè)使用切割液和碳化硅微粉的成本降低至少50%。隨著回收技術(shù)的提高，可以實(shí)現(xiàn)回收液、回收砂和新液、新砂以1：1的比例混合使用，大大降低了硅片的生產(chǎn)成本，使得硅片切割廠家從09年以來對(duì)廢砂漿回收越來越愿意接受，因此，這將使碳化硅行業(yè)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。碳化硅行業(yè)本身屬于微利行業(yè)，目前受多方面因素影響，預(yù)計(jì)行業(yè)利潤(rùn)將進(jìn)一步呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。6.3碳化硅行業(yè)內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)行業(yè)準(zhǔn)入門檻相對(duì)較低，大量企業(yè)和資本涌入，造成企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小、比較分散，議價(jià)能力不強(qiáng)，只能使行業(yè)回歸到以犧牲資源為代價(jià)，靠拼規(guī)模、拼成本的原有發(fā)展方式，不去追求依靠科技進(jìn)步、管理創(chuàng)新的科學(xué)發(fā)展模式，以質(zhì)劣價(jià)廉的產(chǎn)品來擾亂市場(chǎng)，換取自身短期的生存和發(fā)展，已嚴(yán)重影響到了行業(yè)的正常發(fā)展趨勢(shì)及下游光伏產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。受國(guó)家政策調(diào)控影響，石油、電力等價(jià)格出現(xiàn)上漲，導(dǎo)致2010年上半年碳化硅價(jià)格有所上漲。原材料漲價(jià)也與今年自然災(zāi)害有關(guān)系，天氣不正常導(dǎo)致原材料減產(chǎn)所致。實(shí)際行業(yè)利潤(rùn)率仍呈偏低態(tài)勢(shì)。綜之，碳化硅行業(yè)面臨一定的發(fā)展機(jī)會(huì)，但重點(diǎn)將集中于高技術(shù)、高附加值方向。碳化硅行業(yè)規(guī)模小、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)無序，為此必須加強(qiáng)同行業(yè)交流，團(tuán)結(jié)共贏，提高行業(yè)整體抗風(fēng)險(xiǎn)能力。中國(guó)對(duì)環(huán)境的管控將趨于嚴(yán)厲，是各位同行必須共同思考的一個(gè)問題。碳化硅行業(yè)利潤(rùn)率呈下降趨勢(shì)，要求我們必須進(jìn)一步加強(qiáng)同行間技術(shù)交流和技術(shù)合作。在現(xiàn)有行業(yè)協(xié)會(huì)的基礎(chǔ)上采取更加緊密的合作方式，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，走產(chǎn)業(yè)化、集群化的國(guó)際發(fā)展之路。7碳化硅在實(shí)際生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用碳化硅主要有四大應(yīng)用領(lǐng)域，即：功能陶瓷、高級(jí)耐火材料、磨料及冶金原料。碳化硅粗料已能大量供應(yīng)，不能算高新技術(shù)產(chǎn)品，而技術(shù)含量極高的納米級(jí)碳化硅粉體的應(yīng)用短時(shí)間不可能形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。圖5抗沖擊陶瓷橡膠復(fù)合板圖6泡沫玻璃碳化硅板圖7碳化硅保護(hù)管圖8碳化硅耐磨溜槽作為磨料，可用來做磨具，如砂輪、油石、磨頭、砂瓦類等。作為冶金脫氧劑和耐高溫材料。高純度的單晶，可用于制造半導(dǎo)體、制造碳化硅纖維。主要用途：用于3—12英寸單晶硅、多晶硅、砷化鉀、石英晶體等線切割。太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、壓電晶體產(chǎn)業(yè)工程性加工材料。用于半導(dǎo)體、避雷針、電路元件、高溫應(yīng)用、紫外光偵檢器、結(jié)構(gòu)材料、天文、碟剎、離合器、柴油微粒濾清器、細(xì)絲高溫計(jì)、陶瓷薄膜、裁切工具、加熱元件、核燃料、珠寶、鋼、護(hù)具、觸媒擔(dān)體等領(lǐng)域。磨料磨具:主要用于制作砂輪、砂紙、砂帶、油石、磨塊、磨頭、研磨膏及光伏產(chǎn)品中單晶硅、多晶硅和電子行業(yè)的壓電晶體等方面的研磨、拋光等?！叭汀辈牧?利用碳化硅具有耐腐蝕、耐高溫、強(qiáng)度大、導(dǎo)熱性能良好、抗沖擊等特性，碳化硅一方面可用于各種冶煉爐襯、高溫爐窯構(gòu)件、碳化硅板、襯板、支撐件、匣缽、碳化硅坩堝等。另一方面可用于有色金屬冶煉工業(yè)的高溫間接加熱材料，如豎罐蒸餾爐、精餾爐塔盤、鋁電解槽、銅熔化爐內(nèi)襯、鋅粉爐用弧型板、熱電偶保護(hù)管等；用于制作耐磨、耐蝕、耐高溫等高級(jí)碳化硅陶瓷材料；還可以制做火箭噴管、燃?xì)廨啓C(jī)葉片等。此外，碳化硅也是高速公路、航空飛機(jī)跑道太陽(yáng)能熱水器等的理想材料之一。建材陶瓷砂輪工業(yè):利用其導(dǎo)熱系數(shù)、熱輻射、高熱強(qiáng)度大的特性，制造薄板窯具，不僅能減少窯具容量，還提高了窯爐的裝容量和產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，是陶瓷釉面烘烤燒結(jié)理想的間接材料。節(jié)能:利用良好的導(dǎo)熱和熱穩(wěn)定性，作熱交換器，燃耗減少20%，節(jié)約燃料35%，使生產(chǎn)率提高20-30%，特別是礦山選廠用排放輸送管道的內(nèi)放，其耐磨程度是普通耐磨材料的6--7倍。珠寶:合成碳化硅（SyntheticMoissanite）又名合成莫桑石、合成碳硅石（化學(xué)成分SiC），色散0.104比鉆石(0.044）大，折射率2.65-2.69（鉆石2.42），具有與鉆石相同的金剛光澤，“火彩”更強(qiáng)，比以往任何仿制品更接近鉆石。噴砂除銹:該品采用棕剛玉微粉經(jīng)高強(qiáng)壓力擠壓，高溫?zé)Y(jié)成型，硬度適中，干凈清潔，不易破碎.，反復(fù)多次使用，噴砂效果好。鋼鐵、鋼管、鋼結(jié)構(gòu)不銹鋼制品的表面亞光處理，噴涂前噴砂除銹處理。用于各種模具的清理?？汕宄黝悪C(jī)件拉應(yīng)力，增加疲勞壽命。半導(dǎo)體器件、塑封對(duì)管上錫前的清理去除邊刺。醫(yī)療器械、紡織機(jī)械及各類五金制品的噴丸強(qiáng)化光飾加工。各種金屬管、有色金屬精密鑄件的清理及去除毛刺殘?jiān)?展望碳化硅的需要我們解決的是發(fā)展中的資源環(huán)境等各個(gè)方面的問題，首先我們應(yīng)該著于目前有限的技術(shù)引起的技術(shù)問題。在工業(yè)的碳化硅生產(chǎn)中，我們需要關(guān)注的是生產(chǎn)制造綠色的低碳化。就得要依靠技術(shù)去升級(jí)，來提高生產(chǎn)的規(guī)模，必須注重生產(chǎn)過程中的一些問題，例如碳化硅回收和粉塵處理以及水的循環(huán)再利用等方面，以降低資源利用。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)IMSResearch5月份公布的報(bào)告中預(yù)計(jì)：2011年全球光伏裝機(jī)容量約為21GW。假設(shè)切割全部用新碳化硅精細(xì)微粉按照1:2的比例計(jì)算，則2011年最樂觀估計(jì)也就42萬噸左右；加上回收砂的再利用及切割技術(shù)的不