碳化硅的结构和特性
碳化硅以大约250种晶体形式存在。SiC的多态性具有一个类似晶体结构的大家族，称为多晶型。它们是同一化合物的变体，在两个维度上相同，在第三个维度上不同。因此，可以将它们视为按特定顺序堆叠的层。
以下是碳化硅的主要的几种晶体类型。分为：3C（即SiC-β），4H，6H（SiC-α）
(β)3C-SiC
4H-SiC
(α)6H-SiC
α-碳化硅（α-SiC）是最常见的多晶型。它是在1700摄氏度以上的温度下形成的，有一个六角形的晶体结构（类似于纤锌矿）。β改性（β-SiC），具有闪锌矿晶体结构（类似于钻石），在低于1700°C的温度下形成，直到最近，β形式已经有相对较少的商业用途，尽管由于其比其他催化剂具有更高的表面积，现在越来越多地将其用作多相催化剂的载体。
主要碳化硅晶体特性 |
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多形体 |
3C (β) |
4H |
6H (α) |
晶体结构 |
闪锌矿型结构 (立方) |
六方晶体 |
六方晶体 |
空间群 |
T2d-F43m |
C46v-P63mc |
C46v-P63mc |
皮尔逊符号 |
cF8 |
hP8 |
hP12 |
晶胞参数 (Å) |
4.3596 |
3.0730; 10.053 |
3.0810; 15.12 |
密度 (g/cm3) |
3.21 |
3.21 |
3.21 |
带隙基准 (eV) |
2.36 |
3.23 |
3.05 |
体积模量 (GPa) |
250 |
220 |
220 |
导热系数 (W m−1K−1) |
360 |
370 |
490 |
纯SiC是无色的。工业产品的棕色到黑色是由铁杂质造成的。晶体的彩虹状光泽是由表面形成的二氧化硅钝化层造成的。
SiC的高升华温度（约2700°C）使其适用于轴承和炉件。碳化硅在任何已知温度下都不会熔化。它在化学上也是高度惰性的。目前，人们对其作为半导体材料在电子领域的应用非常感兴趣，因为其高导热性、高电场、击穿强度和高最大电流密度使其比硅更有前景用于高功率器件。SiC还具有非常低的热膨胀系数（4.0×10−6/k），并且没有经历会导致热膨胀不连续的相变。
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