一、磨料磨具领域(最传统和主要的应用)
涂附磨具:
砂纸:用于打磨木材、金属、油漆、腻子等,特别是需要精细打磨的工序。
砂布:用于金属工件的抛光和处理。
异形研磨工具:如百洁布、研磨轮等,用于复杂表面的处理。
固结磨具:
树脂砂轮:用于硬质合金刀具(如钨钢车刀、铣刀)的磨削和精加工。由于黑碳化硅的硬度高且化学性质稳定,非常适合处理这类材料。
油石:用于精密仪器的钳工修整和抛光。
研磨膏:将微粉与油脂混合,制成膏状,用于金相试样的抛光、模具的超精抛光和镜面加工。
二、高级耐火材料与陶瓷
高性能耐火材料:
作为添加剂,显著提高耐火砖、耐火浇注料等产品的耐磨性、抗热震性(耐急冷急热)和强度。常用于冶金炉(如高炉、鱼雷罐)、陶瓷窑炉等关键部位。
特种结构陶瓷:
密封环:黑碳化硅陶瓷制成的机械密封环,具有极高的耐磨性、耐腐蚀性和自润滑性,广泛应用于石油、化工、泵阀行业。
防弹装甲:因其高硬度和轻量化,是制作个人和车辆防弹装甲的优秀材料。
喷嘴:用于喷砂机、水射流切割等设备,耐磨寿命极长。
窑具:如窑炉用的支架、辊棒,能承受高温和反复的冷热循环。
三、光伏与半导体产业(高技术核心应用)
硅片切割(曾经的核心应用,现正被金刚线取代):
在过去,将黑碳化硅微粉与切割液混合制成“砂浆”,用于在切片机上对单晶硅和多晶硅锭进行切割,以得到硅片。虽然现在主流的金刚线切割技术已大规模取代此法,但在某些领域仍有应用。
晶圆研磨与抛光(CMP):
在半导体制造过程中,硅晶圆需要经过多次的平坦化处理。黑碳化硅微粉可以作为研磨料,用于晶圆的背面研磨或某些特定工艺步骤的抛光。
第三代半导体材料:
黑碳化硅本身经过提纯和再结晶,可以制成碳化硅晶片,这是制造第三代半导体——碳化硅(SiC)功率器件的衬底材料。这些器件广泛应用于新能源汽车、高速轨道交通、5G通信、智能电网等领域,因其高效率、高频率、耐高温的特性而备受瞩目。
四、其他功能性应用
复合材料增强相:
将黑碳化硅微粉加入到金属(如铝、镁)或陶瓷基体中,可以显著提高复合材料的强度、硬度和耐磨性。
导热材料:
利用其高导热性,可以将其填充到高分子材料(如塑料、橡胶)或导热膏中,制作高导热率的复合材料,用于电子产品的散热。
吸波材料:
经过特殊处理和设计的碳化硅材料,可以吸收特定波段的电磁波,在军事隐身技术和电磁兼容领域有应用。
| 应用领域 | 主要利用的性能 | 具体产品举例 |
|---|---|---|
| 磨料磨具 | 高硬度、锋利棱角 | 砂纸、树脂砂轮、研磨膏 |
| 耐火材料与陶瓷 | 高熔点、热稳定性、耐磨性 | 耐火砖、密封环、喷嘴、防弹装甲 |
| 光伏与半导体 | 高硬度、高纯度、半导体特性 | 硅片切割(砂浆)、晶圆抛光、SiC晶片 |
| 功能性应用 | 高导热、增强、吸波 | 复合材料、导热填料、吸波涂层 |



