碳化硅陶瓷

碳化硅是一种共价键化合物，Si-C 之间的键合力很强，具有金刚石结构，有 75 种结晶形式。其晶格的基本结构单元是以共价键结合的[SiC4]和[CSi4]四面体配位，这些四面体被组装成具有共同边缘的平面层，而这些平面层这些四面体被组装成具有共同边缘的平面层，层中的一个顶点与下一个堆叠的四面体相连，因此四个四面体在每个角上相连，以满足所形成骨架上任意一点的四配位。通过以不同顺序堆叠相同的碳化硅层，可形成各种结晶形式的碳化硅晶体。主要结晶形式有 3C-SiC、4H-SiC、6H-SiC 和 15R-SiC。符号 C、H 和 R 分别代表立方、六方和斜方六面体结构，C、H 和 R 前面的数字代表沿 c 轴重复循环的层数。这些晶体类型中最重要的是α-SiC 和 β-SiC：前者是高温稳定结构，后者是低温稳定结构。从 β-SiC 到 α-SiC 的转变始于 2100°C，并在 2400°C 时迅速发生。碳化硅没有熔点，在 0.1 兆帕压力下的分解温度为 2830°C。
在碳化硅陶瓷中，SiC 晶体结构的单胞由相同的 Si-C 四面体组成，Si 原子位于中心，周围环绕着 C 原子。所有结构都由[SiC4]四面体堆叠而成，区别仅在于它们是平行还是反平行键合。纯碳化硅是无色透明的，一般因杂质而呈黑色，而在烧结前去除残留的 C，则可得到绿色碳化硅。

碳化硅的结构和结晶