磨料磨具网

        碳化硅材料新应用之隐形材料    
      
       本周，美国斯坦福大学工程系官网头条刊登文章，介绍该学院对超颖材料最新研究所取得的突破。该院最新研究成果显示，通过添加纳米原子，碳化硅超颖材料可以达到"真正隐形"。

       据该文介绍，每一种自然物质都有一个正的光反射比值，然而通过对碳化硅制成的超颖材料添加类似凹面镜的新月型纳米级人工原子，科学家们便可以调节光的反射值，如果能将这个值调整为零，那物体吸收的光线将不被反射，做到了真正的"隐形"。项目组成员阿特雷在接受采访时表示："我们能通过调整纳米原子的大小，以及新月凹面的角度，让我们的超颖材料对所有人类可见的光隐身。"
　　
       超颖材料在美国的研究已经有了十余年的历史。由于自锐性好，光学相关的超颖材料基本都由碳化硅制成。同时，由于对超颖材料植入人工原子的工程量很复杂，目前制造出斗篷大小的隐身衣仍然非常耗费时间，但技术上已经不存在障碍。
　　
        除了斯坦福大学之外，麻省理工学院同样在进行相关研究，今年三月初媒体报道了该学员团队在TED2013会议上展示由方解石制成的隐身盒子。

       在斯坦福团队另一名成员加西亚看来，"超颖材料在未来将允许我们做到很多现在看来无法想象的事，我甚至无法想象几年后这一领域的研究水平可以达到多么科幻的程度。" 

       碳化硅的前世今生
       
　    碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。 碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种。可以称为金钢砂或耐火砂。

       碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除作磨料用外，还有很多其他用途，例如：以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁，可提高其耐磨性而延长使用寿命1～2倍；用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高，节能效果好。低品级碳化硅（含SiC约85%）是极好的脱氧剂，用它可加快炼钢速度，并便于控制化学成分，提高钢的质量。此外，碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。

        碳化硅的硬度很大,莫氏硬度为9.5级，仅次于世界上最硬的金刚石（10级）[1]，具有优良的导热性能，是一种半导体，高温时能抗氧化。

　　1905年 第一次在陨石中发现碳化硅
　　1907年 第一只碳化硅晶体发光二极管诞生
　　1955年 理论和技术上重大突破，LELY提出生长高品质碳化概念，从此将SiC作为重要的电子材料
　　1958年 在波士顿召开第一次世界碳化硅会议进行学术交流
　　1978年 六、七十年代碳化硅主要由前苏联进行研究。到1978年首次采用“LELY改进技术”的晶粒提纯生长方法
　　1987年～至今以CREE的研究成果建立碳化硅生产线，供应商开始提供商品化的碳化硅基

        碳化硅新应用之3D打印，或将使我国掌握更多议价权　　

      作为下一代3D打印材料，碳化硅在美国已经进入商用阶段。美股碳化硅公司科锐今年股价已接近翻番。随着科研究的不断突破，碳化硅应用有望呈现空前增长。伴随着科技的进步，资本市场对碳化硅生产商亦相当追捧。美国科锐公司是全球著名的LED外延、芯片与封装厂商，同时也是世界上最大的碳化硅生产商之一，其碳化硅产品能广泛用于半导体材料和电子设备。从该公司官网的介绍可以看到，科锐公司认为其市场优势来源于碳化硅材料，公司以此作为LED外延芯片与制备相关的器件。今年3月4日，科锐曾推出超低价LED灯泡新产品。

　　目前我国碳化硅的产能利用率仅为60%，产能过剩十分严重。大多数的碳化硅生产企业几乎全部产能都集中在低端低附加值的初级产品方面，本身技术含量低，缺乏核心竞争力，在国际市场没有定价权。在产能过剩的环境下，行业陷入价格竞争的恶性循环之中，最终导致许多企业甚至全行业处于低利润甚至是负利润的状态。
　　
　　从现阶段3D打印制造的成本构成来看，设备和材料占据主体部分。目前3D打印材料主要类型是塑料，液态树脂和金属粉末，3D systems和Stratasys公司主要供应前两种材料。从3D systems最新财报来看，3D打印材料收入占比近三成，销售毛利率也大幅高于3D打印设备和服务产品，因此打印材料才是未来3D技术发展和公司业绩提升的关键。

　　由此可以推断，一旦碳化硅材料在3D打印的应用更为普及，对于碳化硅产量占全球七成的我国来说，或将在国际市场上占有更多议价权。　
　　
　　国内碳化硅企业发展现状
　
　　新大新材公司从事碳化硅粉体材料生产，市场占有率位居行业前列。核心产品为为高纯度、超精细的绿碳化硅微粉，是光伏产业、半导体芯片产业的专用切割刃料，同时还广泛应用于工程陶瓷、耐火材料和宝石玉器等领域。公司研发的碳化硅精密陶瓷制品具有耐磨损、抗高温等特性，广泛应用于航空航天领域。此外，公司新控股股东平煤神马注入的易成新材料，也是主营碳化硅精细微粉，并建成了世界最大的碳化硅精细微粉工业园区，生产的多种规格产品，可以满足国内外不同客户需求。

　　天富热电公司是国内规模化生产碳化硅晶片的企业，通过与中科院物理研究所合作，成立北京天科合达蓝光半导体有限公司。天科合达专业从事第三代半导体碳化硅晶片的研发、生产和销售，现已研发出拥有自主知识产权的碳化硅晶体生长炉和碳化硅晶体生长、加工技术和专业设备。同时，公司建立了完整的碳化硅晶片生产线，成为全球碳化硅晶片的主要供应商，其相关专利技术已被国家知识产权局授权。
　　
　　东方钽业公司主要从钽铌及其合金制品，碳化硅业务占比约10%左右。公司表示，目前正在积极关注3D打印新材料的研究进展情况。另外，按照经营策略，"十二五"期间，公司除了重点发展传统钽铌铍产品外，还将侧重发展碳化硅业务，做大做强太阳能光伏材料产业。