碳化硅是人工合成的材料，其化學計量成分以克分子計：Si 50%、C 50%，以質量計：Si 70.04%、C 29.96%，相對分子質量為40.09。
Si-C二元系統(tǒng)相圖，碳化硅無一致熔融點。在封閉系統(tǒng)中、在總壓為101kPa的條件下，碳化硅在2735℃分解成石墨和富硅熔體。此溫度也是形成碳化硅結晶的最高溫度。在開放系統(tǒng)中，碳化硅約在2300℃左右開始分解、形成氣態(tài)硅和殘余石墨。
碳化硅有兩種晶形：β-碳化硅類似閃鋅礦結構的等軸晶系；α-碳化硅則為晶體排列致密的六方晶系。β-碳化硅約在2100℃轉變?yōu)樘蓟琛?br /> 一、碳化硅的合成
（一）用二氧化硅和碳（煤）合成碳化硅
工業(yè)上合成碳化硅多以石英砂、石油焦（無煙煤）為主要原料，在電爐內溫度在2000~2500℃下，通過下列反應式合成。
生產操作：
采用混料機混料，控制水分為2%~3%,混合后料容重為1.4~1.6g/cm3。裝料順序是在爐底先鋪上一層未反應料，然后添加新配料到一定高度（約爐芯到爐底的二分之一），在其上面鋪一層非晶形料，然后繼續(xù)加配料至爐芯水平。
爐芯放在配料制成的底盤上，中間略凸起以適應在爐役過程中出現(xiàn)的塌陷。爐芯上部鋪放混好的配料，同時也放非晶質料或生產未反應料，爐子裝好后形成中間高、兩邊低（與爐墻平）。
爐子裝好后即可通電合成，以電流電壓強度來控制反應過程。當爐溫升到1500℃時，開始生成β-SiC,從2100℃開始轉化成α-SiC，2400℃全部轉化成α-SiC。合成時間為26~36h,冷卻24h后可以澆水冷卻，出爐后分層、分級揀選。破碎后用硫酸酸洗，除掉合成料中的鐵、鋁、鈣、鎂等雜質。
（二）用金屬硅合成碳化硅
反應式：Si+C=SiC
采用高純度金屬硅粉和高純度碳粉（石墨粉）、在真空或保護氣氛下加熱合成。在1150~1250℃元素硅（Si)與碳（C)反應生成β-SiC，具有非晶態(tài)結構，到1350℃開始有β-SiC結晶。在2000℃生成β-SiC結晶。高于2000℃可生成α-SiC。
用這種方法生產的碳化硅，雖然成本高，但可生產出高純度的碳化硅材料。
（三）用氣體法合成碳化硅
用四氯化硅（SiCl4)和碳氫化物（甲苯）反應，在1200~1800℃是生成SiC的最合適的溫度。用化學計量比Si:C=1:1的硅有機化合物，甲基三氯硅烷熱解可制取SiC。在1400~1900℃生成無色的SiC單晶體。
用這種方法可以生產出高純的半導體、單晶體SiC,可在難熔金屬或其他化合物及石墨制品上制取致密的保護層。還可制取SiC高強度晶須及纖維。
（四）合成碳化硅的理化性能
(1)合成碳化硅的國家標準（GB/T2480—1981)見表9-5。
(2)密度：以46號粒度為代表號綠碳化硅不小于3.18g/cm3;黑碳化硅不小于3.12g/cm3；
(3)粒度組成：應符合GB/T2477-1981《磨料粒度及其組成》的規(guī)定；
(4)鐵合金粒允許含量為零；
(5)磁性物允許含量：不大于0.2%。
二、各種碳化硅制品的性能
（一）各種碳化硅制品的化學成分
各種碳化硅制品的化學成分見表9-68。 （二）各種碳化硅制品的顯氣孔率及體積密度
各種碳化硅制品的顯氣孔率及體積密度見表9-69。 （三）各種碳化硅制品的耐壓強度
各種碳化硅制品的耐壓強度見表9-70。 三、碳化硅制品的應用
（一）在冶金工業(yè)上的應用
(1)煉鐵。在煉鐵高爐的爐缸、爐腹、爐腰及風口區(qū)使用碳化硅磚、氮化硅結合碳化硅磚或石墨碳化硅磚。在高爐風口上使用氮化硅結合的碳化硅套磚。在魚雷罐和混鐵爐的爐襯上，以及鐵溝料、出鐵口用的炮泥中使用含碳化硅的Al2O3-SiC-C復合磚和不定形材料。
(2)煉鋼。在煉鋼方面，用碳化硅制成鋼水測溫套管，用含碳化硅的不燒磚做盛鋼桶內襯,在連鑄用長水口磚和整體塞棒上使用含碳化硅質的Al2O3-SiC-C磚。
(3)軋鋼。在軋鋼加熱爐上用剛玉碳化硅滑軌磚、非金屬陶瓷換熱器，在鐵鱗還原爐上用碳化硅質馬弗罩等。
（二）在有色金屬工業(yè)中的應用
(1)煉銅。在煉銅方面，在電解銅熔化豎爐的燒嘴區(qū)等易損部位使用碳化硅磚。
(2)煉鋁。在煉鋁方面，煉鋁反射爐內襯、爐底、液面下側墻用碳化硅磚或氮化硅、賽隆結合的碳化硅磚。煉鋁的電解槽、流鋁槽、出鋁口、鑄鋁模都使用碳化硅磚。
(3)煉鋅。在煉鋅方面，煉鋅豎罐蒸餾爐、冷凝器及轉子等熱工設備使用碳化硅爐襯。電熱蒸餾爐、電極孔、鋅蒸氣循環(huán)管及通道，冷凝器及轉子等部位也使用碳化硅磚。鋅精餾爐的塔盤也使用碳化硅制品。
(4)煉鎂爐。煉鎂爐的爐襯、有色金屬冶煉用的坩堝，使用碳化硅質耐火材料。
（三）在建材工業(yè)上的應用
(1)在陶瓷方面，用于生產日用陶瓷、建筑陶瓷、美術陶瓷、電子陶瓷等的隧道窯、梭式窯、罩式窯、倒焰窯等各種窯爐的碳化硅棚板、水平支柱、匣缽等。在隔焰窯上用碳化硅板做隔焰板、爐底等。在電爐上可做電爐襯套和馬弗套。
(2)在水泥回轉窯上，耐磨碳化硅磚用做卸料口爐襯磚。
(3)在玻璃工業(yè)上，用碳化硅磚砌筑罐式窯和槽式窯蓄熱室的高溫部位，玻璃退火爐和高壓鍋爐，以及垃圾焚燒爐燃燒室的內襯。
（四）在石油化工方面的應用
以硫酸分解食鹽制造HCl和Na2S04時用碳化硅材料制造馬弗套、制造硫酸用碳化硅霧化噴嘴、溢流槽。用氮化硅結合碳化硅材料制造即送泵零件、在催裂化裝置用碳化硅做高溫蒸氣噴嘴，在紙漿生產中做分離亞硫酸鹽蒸壓釜內襯。用碳化硅制品做石油化工和熱電廠各種鍋爐的旋風除塵器的內襯。
（五）在機械工業(yè)上的應用
(1)做磨料、磨具。
(2)在氣體滲碳爐上做加熱輻射管。
(3)用碳化硅制造各種高溫爐管、熱電偶管、遠紅外反射板。
(4)利用碳化硅材料的良好導電性能，可以制成非金屬電熱元件。