409-21-2

• 常用中文名：碳化硅
• 常用英文名：Silicon carbide
• CAS号：409-21-2
• 分子式：CSi
• 分子量：40.096
• 相关类别： 无机化工 无机盐 碳化物及碳酸盐
• 发布时间：2018-02-05 08:00:00
• 更新时间：2024-01-04 21:13:56
• 由于其高热稳定性及高强度、高热传导性等特性，广泛应用于原子能材料、化学装置、高温处理、电加热原件及电阻器等中。用于磨料、磨具、高级耐火材料、精细陶瓷。
  用于磨料、耐磨剂、磨具、高级耐火材料，精细陶瓷。
  适用于制造各种用途的碳化硅磨具和陶瓷窑具以及耐火材料等
  用于磨料磨具、高级耐火材料、精细陶瓷等
  用作树脂、金属等复合材料的补强纤维，亦可作电波吸收材料及耐热材料。
  用作复合材料的增强材料，起到等方向性增强作用。与塑料、金属、陶瓷构成复合材料可改善各种特性。可与热塑性、热固性树脂构成复合材料，显著地提高塑料的强度、弹性模量、热传导性、耐磨性等。在PEEK中添加15%碳化硅晶须，热传导性提高大约2倍，用20%碳化硅强化的聚酰亚胺的抗挠强度在常温下提高大约2倍，在250℃的高温下与常温下未增强的情况相同。在环氧树脂中添加15%碳化硅时，磨损量降低17%。 

名称

• 中文名: 碳化硅
• 英文名: silicon carbide
• 中文别名: 碳化硅/纳米碳化硅; 硅碳化物; 金刚砂,耐火砂
• 英文别名: uf15; ua1; ua3; ua2; ua4; SiC; kz5m; EINECS 206-991-8; kz7m; MFCD00049531; Silicon Carbide; kz3m; scw1

物化性质

• 密度: 3.22
• 熔点: 2700ºC
• 分子式: CSi
• 分子量: 40.096
• 精确质量: 39.976925
• 外观性状: 淡灰色粉末
• 折射率: 2.65
• 储存条件:

  本品应贮藏于阴凉、干燥、通风的库房内，不可与无机酸、碱共贮共运。

• 稳定性: 1.碳化硅纤维拉伸强度大。弹性模数大。在空气中能耐高温，而碳纤维只能耐400 ℃以上的温度。耐药品性能优良。与金属组成复合材料时不需表面处理，而碳纤维必须进行表面处理。相对密度小，仅为2.55。是连续纤维，可以加工成织物，编织袋，绝缘纸、缆绳等各种形态织物。碳化硅有低的导电率，有良好的电波透过性。

  2.比金刚石、立方氮化硼等几种物质稍低。碳化硅的热导率很高，大约为氮化硅的2倍；其热膨胀系数约为三氧化二铝的一半；抗弯强度接近氮化硅材料，但断裂韧性比氮化硅小。不溶于水和一般的酸。其化学稳定性好，具有化学惰性。不与氢氟酸、硝酸的混酸反应；与熔融的碱金属接触会慢慢分解成碳酸盐和硅酸盐；加热则与重铬酸钾、铬酸铅的混合物发生反应。具有优异的高温强度和抗高温蠕变能力，热压碳化硅材料在1600℃的高温抗弯强度和室温基本相同。

  3.工作人员应作好防护。最大允许浓度10mg/m3。碳化硅极硬，莫氏硬度为13。因为它是边分解边熔融，实际熔点大概在2200℃左右。高纯单晶是透明的结晶。其晶体结构是以立方晶系的β型和六方晶系或斜方晶系的α型为代表。实际上多达130种，具有多种形状。

• 水溶解性: Soluble in molten sodium hydroxide, potassium hydroxide and in molten iron. | Soluble in molten alkalis (NaOH, KOH) and molten iron. Insoluble in water.
• 计算化学:

  1.疏水参数计算参考值（XlogP）:无

  2.氢键供体数量:0

  3.氢键受体数量:1

  4.可旋转化学键数量:0

  5.互变异构体数量:无

  6.拓扑分子极性表面积0

  7.重原子数量:2

  8.表面电荷:0

  9.复杂度:10

  10.同位素原子数量:0

  11.确定原子立构中心数量:0

  12.不确定原子立构中心数量:0

  13.确定化学键立构中心数量:0

  14.不确定化学键立构中心数量:0

  15.共价键单元数量:1

• 更多:

  性状：绿色至蓝黑色结晶性粉末.含杂质的碳化硅为绿色，固溶有炭和金属氧化物杂质呈黑色。

  密度（g/mL,25/4℃）：3.25

  熔点（ºC）：2830

  溶解性：溶于熔融的碱类和铁水，不溶于水、乙醇和酸。

MSDS

模块1. 化学品 1.1 产品标识符 : 碳化硅 产品名称 1.2 鉴别的其他方法 Silicon carbide whiskers Silicon carbide fibers Silicon carbide nanowhiskers 1.3 有关的确定了的物质或混合物的用途和建议不适合的用途 仅用于研发。不作为药品、家庭或其它用途。 模块2. 危险性概述 2.1 GHS分类 非危险物质或混合物。 2.3 其它危害物 - 无 模块3. 成分/组成信息 3.1 物 质 : Silicon carbide whiskers 别名 Silicon carbide fibers Silicon carbide nanowhiskers : SiC 分子式 : 40.1 g/mol 分子量 组分浓度或浓度范围 Silicon carbide 化学文摘登记号(CAS409-21-2<= 100 % No.)206-991-8 EC-编号 模块4. 急救措施 4.1 必要的急救措施描述 吸入 如果吸入,请将患者移到新鲜空气处。 如呼吸停止，进行人工呼吸。 皮肤接触 用肥皂和大量的水冲洗。 眼睛接触 谨慎起见用水冲洗眼睛。 食入 切勿给失去知觉者喂食任何东西。 用水漱口。 4.2 主要症状和影响，急性和迟发效应 据我们所知，此化学，物理和毒性性质尚未经完整的研究。 4.3 及时的医疗处理和所需的特殊处理的说明和指示 无数据资料 模块5. 消防措施 5.1 灭火介质 灭火方法及灭火剂 用水雾，耐醇泡沫，干粉或二氧化碳灭火。 5.2 源于此物质或混合物的特别的危害 碳氧化物, 二氧化硅 5.3 给消防员的建议 如有必要，佩戴自给式呼吸器进行消防作业。 5.4 进一步信息 无数据资料 模块6. 泄露应急处理 6.1 作业人员防护措施、防护装备和应急处置程序 避免粉尘生成。 避免吸入蒸气、气雾或气体。 6.2 环境保护措施 不要让产品进入下水道。 6.3 泄漏化学品的收容、清除方法及所使用的处置材料 扫掉和铲掉。 放入合适的封闭的容器中待处理。 6.4 参考其他部分 丢弃处理请参阅第13节。 模块7. 操作处置与储存 7.1 安全操作的注意事项 在有粉尘生成的地方,提供合适的排风设备。 7.2 安全储存的条件,包括任何不兼容性 贮存在阴凉处。 使容器保持密闭，储存在干燥通风处。 充气操作和储存 对湿度敏感 不要冷冻。 7.3 特定用途 无数据资料 模块8. 接触控制和个体防护 8.1 控制参数 职业接触限值 组分化学文摘登值控制参数依据 记号(CAS No.) Silicon carbide409-21-2PC-4 mg/m3工作场所有害因素职业接触限值 - TWA化学有害因素 PC-8 mg/m3工作场所有害因素职业接触限值 - TWA化学有害因素 8.2 暴露控制 适当的技术控制 常规的工业卫生操作。 个体防护装备 眼面防护 请使用经官方标准如NIOSH (美国) 或 EN 166(欧盟) 检测与批准的设备防护眼部。 皮肤保护 戴手套取 手套在使用前必须受检查。 请使用合适的方法脱除手套(不要接触手套外部表面),避免任何皮肤部位接触此产品. 使用后请将被污染过的手套根据相关法律法规和有效的实验室规章程序谨慎处理. 请清洗并吹干双手 所选择的保护手套必须符合EU的89/686/EEC规定和从它衍生出来的EN 376标准。 , 测试方法 EN374 如果以溶剂形式应用或与其它物质混合应用，或在不同于EN 374规定的条件下应用，请与EC批准的手套的供应商联系。 这个推荐只是建议性的,并且务必让熟悉我们客户计划使用的特定情况的工业卫生学专家评估确认才可. 这不应该解释为在提供对任何特定使用情况方法的批准. 完全接触 材料: 丁腈橡胶 最小的层厚度 0.11 mm 溶剂渗透时间: 480 min 测试过的物质Dermatril® (KCL 740 / Z677272, 规格 M) 飞溅保护 材料: 丁腈橡胶 最小的层厚度 0.11 mm 溶剂渗透时间: 480 min 测试过的物质Dermatril® (KCL 740 / Z677272, 规格 M) 身体保护 根据危险物质的类型，浓度和量，以及特定的工作场所选择身体保护措施。, 防护设备的类型必须根据特定工作场所中的危险物的浓度和数量来选择。 呼吸系统防护 不需要保护呼吸。如需防护粉尘损害，请使用N95型（US）或P1型（EN 143)防尘面具。 呼吸器使用经过测试并通过政府标准如NIOSH（US）或CEN（EU）的呼吸器和零件。 模块9. 理化特性 9.1 基本的理化特性的信息 a) 外观与性状 形状: 粉末 颜色: 浅灰 b) 气味 无数据资料 c) 气味阈值 无数据资料 d) pH值 无数据资料 e) 熔点/凝固点 熔点/熔点范围: 2,700 °C f) 初沸点和沸程 无数据资料 g) 闪点 不适用 h) 蒸发速率 无数据资料 i) 易燃性(固体,气体) 无数据资料 j) 高的/低的燃烧性或爆炸性限度 无数据资料 k) 蒸气压 无数据资料 l) 蒸气密度 无数据资料 m) 密度/相对密度 3.217 g/cm3 n) 水溶性 0.01 g/l - 不溶 o) 正辛醇/水分配系数 无数据资料 p) 自燃温度 无数据资料 q) 分解温度 无数据资料 r) 黏度 无数据资料 模块10. 稳定性和反应活性 10.1 反应性 无数据资料 10.2 稳定性 无数据资料 10.3 危险反应 无数据资料 10.4 应避免的条件 无数据资料 10.5 不相容的物质 强氧化剂 10.6 危险的分解产物 其它分解产物 - 无数据资料 模块11. 毒理学资料 11.1 毒理学影响的信息 急性毒性 LD50 经口 - 大鼠 - 雌性 - > 2,000 mg/kg 皮肤腐蚀/刺激 皮肤 - 大鼠 - 无皮肤刺激 严重眼睛损伤/眼刺激 无数据资料 呼吸或皮肤过敏 无数据资料 生殖细胞致突变性 体外基因毒性 - 体外实验 - 鼠伤寒沙门氏菌 - 有或没有代谢活化作用 - 阴性 致癌性 IARC: 此产品中没有大于或等于 0。1%含量的组分被 IARC鉴别为可能的或肯定的人类致癌物。 生殖毒性 无数据资料 特异性靶器官系统毒性（一次接触） 无数据资料 特异性靶器官系统毒性（反复接触） 无数据资料 吸入危害 无数据资料 潜在的健康影响 吸入吸入可能有害。 可能引起呼吸道刺激。 食入吞咽可能有害。 皮肤通过皮肤吸收可能有害。 可能引起皮肤刺激。 眼睛可能引起眼睛刺激。 接触后的征兆和症状 据我们所知，此化学，物理和毒性性质尚未经完整的研究。 附加说明 化学物质毒性作用登记: VW0450000 模块12. 生态学资料 12.1 生态毒性 无数据资料 12.2 持久性和降解性 无数据资料 12.3 潜在的生物累积性 无数据资料 12.4 土壤中的迁移性 无数据资料 12.5 PBT和vPvB的结果评价 无数据资料 12.6 其他不良影响 无数据资料 模块13. 废弃处置 13.1 废物处理方法 产品 将剩余的和不可回收的溶液交给有许可证的公司处理。 受污染的容器和包装 按未用产品处置。 模块14. 运输信息 14.1 联合国编号 欧洲陆运危规: -国际海运危规: -国际空运危规: - 14.2 联合国运输名称 欧洲陆运危规: 非危险货物 国际海运危规: 非危险货物 国际空运危规: 非危险货物 14.3 运输危险类别 欧洲陆运危规: -国际海运危规: -国际空运危规: - 14.4 包裹组 欧洲陆运危规: -国际海运危规: -国际空运危规: - 14.5 环境危险 欧洲陆运危规: 否国际海运危规国际空运危规: 否 海洋污染物（是/否）: 否 14.6 特殊防范措施 无数据资料 模块 15 - 法规信息 N/A 模块16 - 其他信息 N/A

毒性和生态

毒理学数据: 吸入碳化硅粉尘会沉积于肺部，导致肺病。 生态学数据: 其它有害作用：该物质对环境可能有危害，对水体应给予特别注意。 CHEMICAL IDENTIFICATION RTECS NUMBER : VW0450000 CHEMICAL NAME : Silicon carbide CAS REGISTRY NUMBER : 409-21-2 LAST UPDATED : 199712 DATA ITEMS CITED : 30 MOLECULAR FORMULA : C-Si MOLECULAR WEIGHT : 40.10 WISWESSER LINE NOTATION : .SI..C HEALTH HAZARD DATA ACUTE TOXICITY DATA TYPE OF TEST : TCLo - Lowest published toxic concentration ROUTE OF EXPOSURE : Inhalation SPECIES OBSERVED : Rodent - rat DOSE/DURATION : 60 mg/m3/6H/13W-I TOXIC EFFECTS : Lungs, Thorax, or Respiration - changes in lung weight REFERENCE : FAATDF Fundamental and Applied Toxicology. (Academic Press, Inc., 1 E. First St., Duluth, MN 55802) V.1- 1981- Volume(issue)/page/year: 16,128,1991 ** TUMORIGENIC DATA ** TYPE OF TEST : TDLo - Lowest published toxic dose ROUTE OF EXPOSURE : Intraperitoneal SPECIES OBSERVED : Rodent - rat DOSE/DURATION : 300 mg/kg/26W-I TOXIC EFFECTS : Tumorigenic - equivocal tumorigenic agent by RTECS criteria Gastrointestinal - tumors REFERENCE : EKSODD Eksperimental'naya Onkologiya. Experimental Oncology. (V/O Mezhdunarodnaya Kniga, 113095 Mosow, USSR) V.1- 1979- Volume(issue)/page/year: 11(2),13,1989 TYPE OF TEST : TDLo - Lowest published toxic dose ROUTE OF EXPOSURE : Implant SPECIES OBSERVED : Rodent - rat DOSE/DURATION : 200 mg/kg REFERENCE : JJIND8 JNCI, Journal of the National Cancer Institute. (Washington, DC) V.61-79, 1978-87. For publisher information, see JNCIEQ. Volume(issue)/page/year: 67,965,1981 *** REVIEWS *** ACGIH TLV-Not classifiable as a human carcinogen DTLVS* The Threshold Limit Values (TLVs) and Biological Exposure Indices (BEIs) booklet issues by American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH), Cincinnati, OH, 1996 Volume(issue)/page/year: TLV/BEI,1997 ACGIH TLV-TWA 10 mg/m3, total dust DTLVS* The Threshold Limit Values (TLVs) and Biological Exposure Indices (BEIs) booklet issues by American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH), Cincinnati, OH, 1996 Volume(issue)/page/year: TLV/BEI,1997 *** U.S. STANDARDS AND REGULATIONS *** MSHA STANDARD:NUISANCE PARTICULATES DTLWS* "Documentation of the Threshold Limit Values for Substances in Workroom Air," Supplements. For publisher information, see 85INA8. Volume(issue)/page/year: 3,28,1973 OSHA PEL (Gen Indu):8H TWA 15 mg/m3, total dust CFRGBR Code of Federal Regulations. (U.S. Government Printing Office, Supt. of Documents, Washington, DC 20402) Volume(issue)/page/year: 29,1910.1000,1994 OSHA PEL (Gen Indu):8H TWA 5 mg/m3, respirable fraction CFRGBR Code of Federal Regulations. (U.S. Government Printing Office, Supt. of Documents, Washington, DC 20402) Volume(issue)/page/year: 29,1910.1000,1994 OSHA PEL (Construc):8H TWA 15 mg/m3, total dust CFRGBR Code of Federal Regulations. (U.S. Government Printing Office, Supt. of Documents, Washington, DC 20402) Volume(issue)/page/year: 29,1926.55,1994 OSHA PEL (Construc):8H TWA 5 mg/m3, respirable fraction CFRGBR Code of Federal Regulations. (U.S. Government Printing Office, Supt. of Documents, Washington, DC 20402) Volume(issue)/page/year: 29,1926.55,1994 OSHA PEL (Shipyard):8H TWA 15 mg/m3, total dust CFRGBR Code of Federal Regulations. (U.S. Government Printing Office, Supt. of Documents, Washington, DC 20402) Volume(issue)/page/year: 29,1915.1000,1993 OSHA PEL (Shipyard):8H TWA 5 mg/m3, respirable fraction CFRGBR Code of Federal Regulations. (U.S. Government Printing Office, Supt. of Documents, Washington, DC 20402) Volume(issue)/page/year: 29,1915.1000,1993 *** OCCUPATIONAL EXPOSURE LIMITS *** OEL-AUSTRALIA:TWA 10 mg/m3 JAN 1993 OEL-BELGIUM:TWA 10 mg/m3 JAN 1993 OEL-FRANCE:TWA 10 mg/m3 JAN 1993 OEL-GERMANY:TWA 4 mg/m3 JAN 1993 OEL-THE NETHERLANDS:TWA 10 mg/m3 JAN 1993 OEL-SWITZERLAND:TWA 4 mg/m3 JAN 1993 OEL-UNITED KINGDOM:TWA 10 mg/m3 (total dust) JAN 1993 OEL-UNITED KINGDOM:TWA 5 mg/m3 (resp. dust) JAN 1993 OEL IN BULGARIA, COLOMBIA, JORDAN, KOREA check ACGIH TLV OEL IN NEW ZEALAND, SINGAPORE, VIETNAM check ACGIH TLV *** NIOSH STANDARDS DEVELOPMENT AND SURVEILLANCE DATA *** NIOSH RECOMMENDED EXPOSURE LEVEL (REL) : NIOSH REL TO SILICON CARBIDE, resp. fraction-air:10H TWA 5 mg/m3 REFERENCE : NIOSH* National Institute for Occupational Safety and Health, U.S. Dept. of Health, Education, and Welfare, Reports and Memoranda. Volume(issue)/page/year: DHHS #92-100,1992 NIOSH RECOMMENDED EXPOSURE LEVEL (REL) : NIOSH REL TO SILICON CARBIDE, total dust-air:10H TWA 10 mg/m3 REFERENCE : NIOSH* National Institute for Occupational Safety and Health, U.S. Dept. of Health, Education, and Welfare, Reports and Memoranda. Volume(issue)/page/year: DHHS #92-100,1992 NIOSH OCCUPATIONAL EXPOSURE SURVEY DATA : NOHS - National Occupational Hazard Survey (1974) NOHS Hazard Code - 17525 No. of Facilities: 25235 (estimated) No. of Industries: 184 No. of Occupations: 97 No. of Employees: 268082 (estimated) NOES - National Occupational Exposure Survey (1983) NOES Hazard Code - X4228 No. of Facilities: 158 (estimated) No. of Industries: 4 No. of Occupations: 12 No. of Employees: 8693 (estimated) No. of Female Employees: 84 (estimated) NOES - National Occupational Exposure Survey (1983) NOES Hazard Code - X6494 No. of Facilities: 1250 (estimated) No. of Industries: 25 No. of Occupations: 22 No. of Employees: 17481 (estimated) No. of Female Employees: 1482 (estimated) NOES - National Occupational Exposure Survey (1983) NOES Hazard Code - 17525 No. of Facilities: 13729 (estimated) No. of Industries: 129 No. of Occupations: 97 No. of Employees: 250945 (estimated) No. of Female Employees: 19568 (estimated)

安全

• 个人防护装备: dust mask type N95 (US);Eyeshields;Gloves
• 危害码 (欧洲): Xi:Irritant;
• 风险声明 (欧洲): R36/37/38
• 安全声明 (欧洲): S26-S36
• 危险品运输编码: NONH for all modes of transport
• WGK德国: 3
• RTECS号: VW0450000
• 海关编码: 2849200000

制备

由砂与适量的碳放在电炉中加热而得。 图XIV-8 Lely电炉 A-石墨圆筒；B-绝热区；C-石墨棒；D-石墨发热体；E-单晶成长坩埚；F-测温用观察缝；G-测温窗 二氧化硅碳化还原法把平均粒径0.01 μm的二氧化硅粉末1份（重量份，以下同）与平均粒径0.05 μm的炭粉末2份及平均粒径0.1 μm以下的微细结晶性β型碳化硅粉末0.0４份混合，然后放入石墨容器中，在氩气流下（流量：2 L/min），在1600℃反应5ｈ，再将反应生成物在空气中，在700　℃加热2ｈ，以除去残留的炭，制得β型碳化硅粉末产品。其反应式如下：
SiO2＋3CSiC＋2CO 碳化硅纤维的起始原料是沸点为70 ℃的液体二甲基二氯硅烷。将其与金属钠作用。在比钠沸点高的惰性有机溶剂中，熔融状态的钠被分散，在其中滴下二甲基二氯硅烷，脱盐酸反应的同时生成聚硅烷。将聚硅烷在惰性气氛中加热到400 ℃以上时，发生热转移反应和聚合反应，生成中间产物聚碳硅烷。将其熔融纺丝成纤维。得到的聚碳硅烷纤维在煅烧工序进行高温处理，由于空气中的氧而发生架桥反应，通常在氮气氛中进行热处理，在温度为1200～1500℃制得强度高的碳化硅纤维。 图XIV-9 气相反应合成装置 A-氢气入口；B-氢提纯装置；C-流量计；D-恒温浴；E-测温用棱镜；F-气体出口；G-石英玻璃管；H-基材；I-高周波感应线圈；J-基材架；K-石英玻璃管 2.在内部具备间壁的石墨坩埚里，放置原料碳化硅。用以石墨为发热体的Lely电炉(如图)，将坩埚加热至2200～2600℃，使原料SiC在坩埚低温部分升华，即制得高纯碳化硅。该法可制得较大型的α型碳化硅，缺点是容易包含细微炭粒。 3.利用上述以石墨作电阻的Lely电炉加热，在石墨坩埚中使碳溶解在熔融的硅里，利用温度差可使碳化硅单晶析出。与前法相比，可以较低的温度(约1500℃)析出结晶，这主要适合于β型碳化硅的合成。此法虽不包裹前法那样的炭粒，但是由于是在硅过量的情况下合成的，所以在结晶成长过程中，硅溶液容易渗进内部，此为该法缺点。 4.以四氯化硅、四氯化碳及氢气为原料，把混合气体送到感应加热的供结晶生长用基材上，使之反应。与此同时，使碳化硅结晶在基材上析出。根据反应气的浓度比，结晶生长温度，输送气体的流速，结晶生长用基材种类等条件的不同，其析出的结晶形状有所改变。当SiCl4/CCl4=1.4～1.8(摩尔比)，结晶生长温度1400～1500℃，氢气流速120cm/min以下的场合，得到须状结晶。超过这个范围则生成粒状结晶或在基材表面形成薄层(图)。

图气相反应合成装置

A—氢气入口；B—氢提纯装置；C—流量计；D—恒温浴；E—测温用棱镜；

F—气体出口；G—石英玻璃管；H—基材；I—高周波感应线圈；

J—基材架；K—石英玻璃管

该法的优点是可在较低温度下得到碳化硅结晶。 采用活性碳纤维法。将活性碳纤维和二氧化硅在真空中于1300℃反应1～3h，其反应过程是使二氧化硅在活性碳纤维细孔内反应，使其生成碳化硅，将碳化硅在氮气中并于1600℃下进行加热处理，即得碳化硅纤维。 5. 采用硅石还原法。将高纯二氧化硅石和石油焦混合，做成10mm以下粒状，放入间接式电阻炉中，通电10～30h，在1800～1900℃反应，超过2000℃会使反应生成的ＳｉＣ分解。通电完成后即反应完全，放冷，将生成的碳化硅破碎、粉碎、水洗，得到粒状产品。

海关

海关编码	2849200000