中国粉体网讯 碳化硅凭借其优异的高温力学强度、高硬度、高弹性模量、高耐磨性、高导热性、耐腐蚀性等性能，成为用途最广的陶瓷材料之一。尤其是在半导体领域，碳化硅陶瓷在半导体制造的前段到后段工艺装备中都有广泛应用，例如在研磨抛光吸盘、光刻吸盘、检测吸盘、精密运动平台、刻蚀环节的高纯碳化硅部件、封装检测环节中精密运动系统等等。
对于应用于半导体领域的碳化硅陶瓷而言，性能优异是一大亮点，碳化硅粉体作为关键基础材料，其性能直接影响着碳化硅性能和应用场景。
碳化硅粉体制备方法
传统的碳化硅制造方法，通过采用电弧炉冶炼硅块，经粉碎、酸碱洗后得到 3N-4N级粉体。但随着半导体产业发展，传统3N-4N级粉体已无法满足半导体耗材需求。
目前，合成高纯SiC粉体主要有气相法、液相法和固相法三种途径。
气相法
化学气相法制备SiC是通过利用气态的先驱体 (如硅烷、甲烷等) 在高温、催化剂等条件下发生化学反应，在基体表面或气相中沉积生成碳化硅粉体。这种方法可以制备出高纯度、粒径均匀、结晶度好的碳化硅粉体，且可以精确控制粉体的生长形态和结构，但设备成本高，工艺复杂，生产效率相对较低，更适合极端特殊行业。
液相法
SiC粉体合成中最常见的液相法是溶胶一凝胶法，以含硅、碳的有机或无机化合物为原料，通过溶胶-凝胶过程形成凝胶，再经过干燥、煅烧等处理得到碳化硅粉体。该法是成为实验室合成高纯超细陶瓷粉体的重要方法之一，适合复杂结构粉体合成。
固相法
1）碳热还原法：碳热还原法又称艾奇逊法，以碳质材料和含硅氧化物为原料，在高温下发生碳热还原反应，使二氧化硅被碳还原生成碳化硅。这种方法原料来源广泛、成本较低，适合大规模工业化生产，但纯度低。
2）自蔓延高温合成法：将金属硅粉和碳粉按一定比例均匀混合，压制成坯体，然后通过局部加热引燃反应。反应一旦开始，就会迅速蔓延，在高温下金属硅与碳发生反应生成碳化硅。这个方法能耗少，效率高，但自发反应难以控制，目前该法在半导体晶圆原料制备中推广较快。
碳化硅高端粉体属于我国“卡脖子”和“补短板”项目，亟待打破国外技术垄断，已成为制约我国“大国重器”制造的“卡脖子”难题，严重影响到了我国的国防安全。
哈工大经过20余年的研发，通过控制碳化硅粉体的形核和生长行为，工业化制备了粒径尺寸介于60 nm-400μm、纯度高于3N的各种粉体，并且在功能陶瓷领域得到了应用。切实提升了材料的力学性能、热学性能以及电磁性能。
2026年3月10日，中国粉体网将在山东淄博举办第五届半导体行业用陶瓷材料技术大会。我们邀请到哈尔滨工业大学王志江教授作《高端碳化硅粉体的工业化制备及产业化应用》的报告，王志江教授团队突破了碳化硅可控形核和生长技术，开发出国内首条纳米碳化硅粉体生产线以及高端碳化硅粉体生产线，实现了在核工业、航天和半导体领域部分产品的进口替代。
专家简介：
王志江，工学博士，哈工大教授、博士生导师，全球引用排名前1%材料学者，草原英才。先后主持科技部重点研发计划、国防类研发项目十余项，发表科研论文60余篇，曾获省部级一等奖2项。
（中国粉体网编辑整理/空青）
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