碳化硅砖具有高度的共价键结合特性(共价键占有率为90%),故有良好的化学稳定性,同时略次于金刚石的硬度也使其具备了优良的耐磨性,此外碳化硅砖还有较高的高温强度、高热导、低膨胀率和良好的抗热震等性能。
SiC最初被广泛地应用于磨料工业,目前大规模生产碳化硅材料基本上采用电熔解法
SiO2+3c→SiC+2CO—620KJ/mo
目前在耐火材料方面主要有两个领域的应用,一是以碳化硅为基的耐火材料系列:二是作为添加剂改善氧化物耐火材料的性能。作为添加氧化铝基(AL2O3)耐火材料系统中,将改善铝质耐火材料的耐火度、高温强度、热稳定性,尤其是抗热震性能的提高。
碳化硅砖是共价键性极强的化合物,在高温状态下仍可以保持高的键合强度,强度降低不明显,高温变形小,且导热性好,热膨胀系数小,热震稳定性好。由此,碳化硅材料被认为是一种很优异的高温结构材料和耐火材料。但是,碳化硅砖是一种非氧化物材料,在高温、氧化条件下,不可避免的带来氧化问题
虽然SiC的氧化产物,SiO2保护膜,可以阻止氧化的进一步发生但是约在800℃—1140℃SiO2膜会因相变而产生体积变化,从而使其结构变得疏松,氧化保护作用骤减:另外,在一定条件下,SiO2保护膜还无法形成。这都将导致碳化硅材料的使用性能降低,影响它的使用寿命。
碳化硅砖在普通条件下(如大气1000℃-2000℃)具有较好的抗氧化性能,这是由于在高温条件下,碳化硅材料表面形成了一层非常薄的、致密的、与基体集合牢固的SiO2膜,氧在SiO2氧化膜中的扩散系数非常小,因此碳化硅材料的氧化非常缓慢。碳化硅材料在这种富氧条件下的缓慢氧化称为惰性氧化。但在某些条件下,如在足够高的温度下或较低的氧分压下,SiC转化为挥发性的SiO2保护膜被环境腐蚀,这将导致碳化硅材料被快速氧化,即产生活性氧化。而碳化硅材料在使用过程中经常会遇到这种环境。