碳化硅,是一種無機物,化學式為SiC,是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物,莫桑石。
碳化硅的概念
碳化硅,是一種無機物,化學式為SiC,是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物,莫桑石。在C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中,碳化硅為應用最廣泛、最經濟的一種,可以稱為金鋼砂或耐火砂。中國工業(yè)生產的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種,均為六方晶體,比重為3.20~3.25,顯微硬度為2840~3320kg/mm2。
碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用的基本品種,都屬α-SiC。①黑碳化硅含SiC約95%,其韌性高于綠碳化硅,大多用于加工抗張強度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等。②綠碳化硅含SiC約97%以上,自銳性好,大多用于加工硬質合金、鈦合金和光學玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速鋼刀具。此外還有立方碳化硅,它是以特殊工藝制取的黃綠色晶體,用以制作的磨具適于軸承的超精加工,可使表面粗糙度從Ra32~0.16微米一次加工到Ra0.04~0.02微米。
根據中研普華產業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國碳化硅行業(yè)市場全景調研及投資價值評估研究報告》顯示:
碳化硅由于化學性能穩(wěn)定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好,除作磨料用外,還有很多其他用途,例如:以特殊工藝把碳化硅粉末涂布于水輪機葉輪或汽缸體的內壁,可提高其耐磨性而延長使用壽命1~2倍;用以制成的高級耐火材料,耐熱震、體積小、重量輕而強度高,節(jié)能效果好。低品級碳化硅(含SiC約85%)是極好的脫氧劑,用它可加快煉鋼速度,并便于控制化學成分,提高鋼的質量。此外,碳化硅還大量用于制作電熱元件硅碳棒。
純碳化硅為無色,而工業(yè)生產之棕至黑色系由于含鐵之不純物。晶體上彩虹般的光澤則是因為其表面產生之二氧化硅保護層所致。由于天然含量甚少,碳化硅主要多為人造。常見的方法是將石英砂與焦炭混合,利用其中的二氧化硅和石油焦,加入食鹽和木屑,置入電爐中,加熱到2000°C左右高溫,經過各種化學工藝流程后得到碳化硅微粉。
碳化硅主要有四大應用領域,即功能陶瓷、高級耐火材料、磨料及冶金原料。碳化硅粗料已能大量供應,不能算高新技術產品,而技術含量極高 的納米級碳化硅粉體的應用短時間不可能形成規(guī)模經濟。2020年中國黑碳化硅產量為75萬噸,綠碳化硅產量為10.5萬噸,2021年中國黑碳化硅產量為90萬噸,綠碳化硅為11萬噸,產量相繼上漲。
根據數據顯示,2021年,黑碳化硅產量約90萬噸,同比增長20%。其中甘肅48萬噸,寧夏29萬噸,內蒙古10萬噸,湖北及青海3萬噸。綠碳化硅產量約11萬噸,其中新疆10萬噸,四川1萬噸。
中國海關數據,2020年受到全球疫情影響,中國碳化硅進口量急劇下降,2020年中國碳化硅進口量為1624.7噸,同比下降72.89%,2021年中國碳化硅進口量為3873.5噸,同比增長138.41%。2021年中國碳化硅出口量恢復為374.8萬噸,同比增長55%,2022上半年中國碳化硅出口量為199.1萬噸。
5G、入工智能、新能源等發(fā)展提速,對碳化硅需求猛增,產業(yè)的關注度日益增高,國產化替代成為發(fā)展趨勢。業(yè)內人士預測,隨著越來越多車企開始在電驅系統(tǒng)中導入碳化硅技術,預估2022年車用碳化硅功率器件市場規(guī)模將達到10.7億美元,至2026年將攀升至39.4億美元。
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2022-2027年中國碳化硅行業(yè)市場全景調研及投資價值評估研究報告
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