碳化硅材料新應(yīng)用之隱形材料    
      
       本周，美國(guó)斯坦福大學(xué)工程系官網(wǎng)頭條刊登文章，介紹該學(xué)院對(duì)超穎材料最新研究所取得的突破。該院最新研究成果顯示，通過(guò)添加納米原子，碳化硅超穎材料可以達(dá)到"真正隱形"。

       據(jù)該文介紹，每一種自然物質(zhì)都有一個(gè)正的光反射比值，然而通過(guò)對(duì)碳化硅制成的超穎材料添加類(lèi)似凹面鏡的新月型納米級(jí)人工原子，科學(xué)家們便可以調(diào)節(jié)光的反射值，如果能將這個(gè)值調(diào)整為零，那物體吸收的光線將不被反射，做到了真正的"隱形"。項(xiàng)目組成員阿特雷在接受采訪時(shí)表示："我們能通過(guò)調(diào)整納米原子的大小，以及新月凹面的角度，讓我們的超穎材料對(duì)所有人類(lèi)可見(jiàn)的光隱身。"
　　
       超穎材料在美國(guó)的研究已經(jīng)有了十余年的歷史。由于自銳性好，光學(xué)相關(guān)的超穎材料基本都由碳化硅制成。同時(shí)，由于對(duì)超穎材料植入人工原子的工程量很復(fù)雜，目前制造出斗篷大小的隱身衣仍然非常耗費(fèi)時(shí)間，但技術(shù)上已經(jīng)不存在障礙。
　　
        除了斯坦福大學(xué)之外，麻省理工學(xué)院同樣在進(jìn)行相關(guān)研究，今年三月初媒體報(bào)道了該學(xué)員團(tuán)隊(duì)在TED2013會(huì)議上展示由方解石制成的隱身盒子。

       在斯坦福團(tuán)隊(duì)另一名成員加西亞看來(lái)，"超穎材料在未來(lái)將允許我們做到很多現(xiàn)在看來(lái)無(wú)法想象的事，我甚至無(wú)法想象幾年后這一領(lǐng)域的研究水平可以達(dá)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）、木屑為原料通過(guò)電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見(jiàn)的礦物，莫桑石。 碳化硅又稱(chēng)碳硅石。在當(dāng)代C、N、B等非氧化物高技術(shù)耐火原料中，碳化硅為應(yīng)用最廣泛、最經(jīng)濟(jì)的一種。可以稱(chēng)為金鋼砂或耐火砂。

       碳化硅由于化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)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(jī)葉輪或汽缸體的內(nèi)壁，可提高其耐磨性而延長(zhǎng)使用壽命1～2倍；用以制成的高級(jí)耐火材料，耐熱震、體積小、重量輕而強(qiáng)度高，節(jié)能效果好。低品級(jí)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(xué)成分，提高鋼的質(zhì)量。此外，碳化硅還大量用于制作電熱元件硅碳棒。

        碳化硅的硬度很大,莫氏硬度為9.5級(jí)，僅次于世界上最硬的金剛石（10級(jí)）[1]，具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，是一種半導(dǎo)體，高溫時(shí)能抗氧化。

　　1905年 第一次在隕石中發(fā)現(xiàn)碳化硅
　　1907年 第一只碳化硅晶體發(fā)光二極管誕生
　　1955年 理論和技術(shù)上重大突破，LELY提出生長(zhǎng)高品質(zhì)碳化概念，從此將SiC作為重要的電子材料
　　1958年 在波士頓召開(kāi)第一次世界碳化硅會(huì)議進(jìn)行學(xué)術(shù)交流
　　1978年 六、七十年代碳化硅主要由前蘇聯(lián)進(jìn)行研究。到1978年首次采用“LELY改進(jìn)技術(shù)”的晶粒提純生長(zhǎng)方法
　　1987年～至今以CREE的研究成果建立碳化硅生產(chǎn)線，供應(yīng)商開(kāi)始提供商品化的碳化硅基

        碳化硅新應(yīng)用之3D打印，或?qū)⑹刮覈?guó)掌握更多議價(jià)權(quán)　　

      作為下一代3D打印材料，碳化硅在美國(guó)已經(jīng)進(jìn)入商用階段。美股碳化硅公司科銳今年股價(jià)已接近翻番。隨著科研究的不斷突破，碳化硅應(yīng)用有望呈現(xiàn)空前增長(zhǎng)。伴隨著科技的進(jìn)步，資本市場(chǎng)對(duì)碳化硅生產(chǎn)商亦相當(dāng)追捧。美國(guó)科銳公司是全球著名的LED外延、芯片與封裝廠商，同時(shí)也是世界上最大的碳化硅生產(chǎn)商之一，其碳化硅產(chǎn)品能廣泛用于半導(dǎo)體材料和電子設(shè)備。從該公司官網(wǎng)的介紹可以看到，科銳公司認(rèn)為其市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)來(lái)源于碳化硅材料，公司以此作為L(zhǎng)ED外延芯片與制備相關(guān)的器件。今年3月4日，科銳曾推出超低價(jià)LED燈泡新產(chǎn)品。

　　目前我國(guó)碳化硅的產(chǎn)能利用率僅為60%，產(chǎn)能過(guò)剩十分嚴(yán)重。大多數(shù)的碳化硅生產(chǎn)企業(yè)幾乎全部產(chǎn)能都集中在低端低附加值的初級(jí)產(chǎn)品方面，本身技術(shù)含量低，缺乏核心競(jìng)爭(zhēng)力，在國(guó)際市場(chǎng)沒(méi)有定價(jià)權(quán)。在產(chǎn)能過(guò)剩的環(huán)境下，行業(yè)陷入價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的惡性循環(huán)之中，最終導(dǎo)致許多企業(yè)甚至全行業(yè)處于低利潤(rùn)甚至是負(fù)利潤(rùn)的狀態(tài)。
　　
　　從現(xiàn)階段3D打印制造的成本構(gòu)成來(lái)看，設(shè)備和材料占據(jù)主體部分。目前3D打印材料主要類(lèi)型是塑料，液態(tài)樹(shù)脂和金屬粉末，3D systems和Stratasys公司主要供應(yīng)前兩種材料。從3D systems最新財(cái)報(bào)來(lái)看，3D打印材料收入占比近三成，銷(xiāo)售毛利率也大幅高于3D打印設(shè)備和服務(wù)產(chǎn)品，因此打印材料才是未來(lái)3D技術(shù)發(fā)展和公司業(yè)績(jī)提升的關(guān)鍵。

　　由此可以推斷，一旦碳化硅材料在3D打印的應(yīng)用更為普及，對(duì)于碳化硅產(chǎn)量占全球七成的我國(guó)來(lái)說(shuō)，或?qū)⒃趪?guó)際市場(chǎng)上占有更多議價(jià)權(quán)。　
　　
　　國(guó)內(nèi)碳化硅企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
　
　　新大新材公司從事碳化硅粉體材料生產(chǎn)，市場(chǎng)占有率位居行業(yè)前列。核心產(chǎn)品為為高純度、超精細(xì)的綠碳化硅微粉，是光伏產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)用切割刃料，同時(shí)還廣泛應(yīng)用于工程陶瓷、耐火材料和寶石玉器等領(lǐng)域。公司研發(fā)的碳化硅精密陶瓷制品具有耐磨損、抗高溫等特性，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。此外，公司新控股股東平煤神馬注入的易成新材料，也是主營(yíng)碳化硅精細(xì)微粉，并建成了世界最大的碳化硅精細(xì)微粉工業(yè)園區(qū)，生產(chǎn)的多種規(guī)格產(chǎn)品，可以滿足國(guó)內(nèi)外不同客戶(hù)需求。

　　天富熱電公司是國(guó)內(nèi)規(guī)模化生產(chǎn)碳化硅晶片的企業(yè)，通過(guò)與中科院物理研究所合作，成立北京天科合達(dá)藍(lán)光半導(dǎo)體有限公司。天科合達(dá)專(zhuān)業(yè)從事第三代半導(dǎo)體碳化硅晶片的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售，現(xiàn)已研發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的碳化硅晶體生長(zhǎng)爐和碳化硅晶體生長(zhǎng)、加工技術(shù)和專(zhuān)業(yè)設(shè)備。同時(shí)，公司建立了完整的碳化硅晶片生產(chǎn)線，成為全球碳化硅晶片的主要供應(yīng)商，其相關(guān)專(zhuān)利技術(shù)已被國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授權(quán)。
　　
　　東方鉭業(yè)公司主要從鉭鈮及其合金制品，碳化硅業(yè)務(wù)占比約10%左右。公司表示，目前正在積極關(guān)注3D打印新材料的研究進(jìn)展情況。另外，按照經(jīng)營(yíng)策略，"十二五"期間，公司除了重點(diǎn)發(fā)展傳統(tǒng)鉭鈮鈹產(chǎn)品外，還將側(cè)重發(fā)展碳化硅業(yè)務(wù)，做大做強(qiáng)太陽(yáng)能光伏材料產(chǎn)業(yè)。