碳化矽（silicon carbide）

碳化矽是 SiC——一種很硬、很耐火、會導熱的陶瓷，能承受足以摧毀多數材料的溫度與化學環境。你在最硬的砂紙與砂輪上見到它的黑色磨粒、在工業爐中見到它發光的加熱元件、在超跑上見到它的煞車碟、在某些車輛上見到它的裝甲，並越來越常在高效電動車功率電子中見到它作為半導體晶片。1891 年首次在電爐中製成、以「金剛砂（carborundum）」販售，它是最早的合成工程陶瓷之一，至今仍是「要硬又要耐熱」場合的寵兒。

SiC 幾乎完全是共價鍵結：每個矽原子位於四個碳原子四面體的中心，每個碳也同樣與四個矽鍵結，形成一個很像鑽石的剛性三維網路（它有許多稱為多型體 polytype 的堆疊變體）。那強大的方向性鍵結是它性質組合的源頭：極高硬度（莫氏約 9.5，僅次於鑽石與碳化硼）、高剛性、化學惰性、耐極高溫，以及——對陶瓷而言罕見的——高熱傳導，堪比某些金屬。高導熱加上不大的熱膨脹賦予它良好的熱震阻抗，因此它能承受會裂開低導熱陶瓷的快速加熱與冷卻。它也是一種寬能隙半導體，這正是它在電子學中珍貴的原因。

這些性質直接對應到它的工作。作為磨料，它研磨玻璃、石材與硬合金。作為耐火材料與加熱元件，它運轉高溫爐（碳化矽點火器與 Globar 型加熱棒）。作為耐磨與結構陶瓷，它做成密封件、軸承、泵件與窯具。作為裝甲與陶瓷煞車碟，它憑藉硬度與輕量取勝。誠實的限制：如同所有共價陶瓷，SiC 脆且難以緻密化——它幾乎無法自行燒結，因此以反應結合、熱壓、或加硼與碳助劑燒結製成，每條路線給出不同的顯微組織與強度。而在空氣中極高溫下它會緩慢氧化，長出一層保護性的矽石皮，這在某個限度內是優點，但在快速流動的氣體下可能失效。