碳化硅材料是共價(jià)鍵性極強(qiáng)的化合物，在高溫狀態(tài)下仍可以保持高的鍵合強(qiáng)度，強(qiáng)度降低不明顯，高溫變形小，且導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小，熱震穩(wěn)定性好。由此，碳化硅材料被認(rèn)為是一種很優(yōu)異的高溫結(jié)構(gòu)材料和耐火材料。但是，碳化硅材料是一種非氧化物材料，在高溫、氧化條件下，不可避免的帶來(lái)氧化問(wèn)題
雖然SiC的氧化產(chǎn)物，SiO2保護(hù)膜，可以阻止氧化的進(jìn)一步發(fā)生但是約在800℃—1140℃SiO2膜會(huì)因相變而產(chǎn)生體積變化，從而使其結(jié)構(gòu)變得疏松，氧化保護(hù)作用驟減：另外，在一定條件下，SiO2保護(hù)膜還無(wú)法形成。這都將導(dǎo)致碳化硅材料的使用性能降低，影響它的使用壽命。
碳化硅材料在普通條件下（如大氣1000℃-2000℃）具有較好的抗氧化性能，這是由于在高溫條件下，碳化硅材料表面形成了一層非常薄的、致密的、與基體集合牢固的SiO2膜，氧在SiO2氧化膜中的擴(kuò)散系數(shù)非常小，因此碳化硅材料的氧化非常緩慢。碳化硅材料在這種富氧條件下的緩慢氧化稱為惰性氧化。但在某些條件下，如在足夠高的溫度下或較低的氧分壓下，SiC轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性的SiO2保護(hù)膜被環(huán)境腐蝕，這將導(dǎo)致碳化硅材料被快速氧化
，即產(chǎn)生活性氧化。而碳化硅材料在使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到這種環(huán)境。到目前為止，對(duì)碳化硅材料在高溫、氧化氣氛中，碳化硅材料表面會(huì)生成致密的SiO2膜，它的反應(yīng)為：
SiC+3/2O2→ SiO2+CO
SiC+2O2 →Sio2+CO2
表層SiC到SiO2的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致材料的凈重增加。這是惰性氧化的特性之一。但是研究表明，SiC的早期氧化產(chǎn)物為玻璃臺(tái)態(tài)SiO2膜。隨著氧化溫度的升高，約800~1140℃，玻璃態(tài)SiO2膜發(fā)生晶化。相變將產(chǎn)生體積變化，這使得SiO2保護(hù)膜結(jié)構(gòu)變得疏松，進(jìn)而同碳化硅基體集合不牢。這樣，其氧化保護(hù)作用驟減。另外，當(dāng)碳化硅材料循環(huán)使用時(shí)，由于SiO2在500℃以下熱膨脹系數(shù)變化較大，而碳化硅基材的熱膨脹系數(shù)變化不大，這樣，保護(hù)膜與基材間熱應(yīng)力變化較大，保護(hù)膜易破裂。對(duì)于空隙較多的碳化硅制品，如氮化硅結(jié)合碳化硅材料，會(huì)發(fā)生晶界頸部氧化，產(chǎn)生的SiO2導(dǎo)致晶界處體積膨脹，膨脹應(yīng)力將會(huì)導(dǎo)致碳化硅制品破壞：碳化硅的惰性氧化會(huì)產(chǎn)生氣體產(chǎn)物，這將產(chǎn)生發(fā)泡現(xiàn)象，使SiO2膜的氧化保護(hù)作用減小。
另一種說(shuō)法為當(dāng)碳化硅材料在加熱溫度相對(duì)較低在1040~1360℃之間時(shí)，碳化硅的氧化程度較為輕微，顆粒基本保持原貌，顆粒的棱角部分與加熱前基本相同。碳化硅在該溫度階段的抗氧化性能較為穩(wěn)定，表面的微觀結(jié)構(gòu)變化不明顯。
當(dāng)在1360~1460℃時(shí)，隨著溫度的升高，碳化硅顆粒的表面逐步形成較明顯的氧化層，氧化層的主要成分為二氧化硅，由于此時(shí)的氧化溫度尚不足夠高，碳化硅顆粒外形變化不大，但其尖角部位開(kāi)始變鈍，經(jīng)過(guò)該溫度氧化后的表面氧化層厚度較薄，許多部位不能被氧化層完全覆蓋，此時(shí)的氧化層厚度約為2~5μm，當(dāng)氧化溫度提高到1460~1520℃之間時(shí)，試樣表面氧化物的生成數(shù)量明顯增多，該溫度氧化后碳化硅顆粒已經(jīng)基本埋入氧化層中，由于氧化層對(duì)碳化硅基體的覆蓋面積相對(duì)增大，起到了阻礙氧化的作用，但是由于碳化硅基體表面顆粒的起伏，使氧化層不夠均勻且存在許多孔洞，孔洞處還將會(huì)繼續(xù)發(fā)生氧化，另外，還可以觀察到表面氧化層中存在著許多裂紋，同時(shí)有些部位的氧化層已經(jīng)產(chǎn)生脫落，這一方面是由于氧化硅層與碳化硅基體的熱膨脹系數(shù)不同，二者的收縮量不一致，在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生應(yīng)力，另一方面是由于表面氧化層
與碳化硅基體結(jié)合不良，由于這二方面的因素，造成氧化硅層的開(kāi)裂和剝落，在產(chǎn)生裂紋和剝落的位置，為氧進(jìn)一步接觸碳化硅基體提供了通道，由此可以考慮，如果碳化硅材料在溫度階段使用，在多個(gè)加熱與冷卻周期中，局部表面的氧化層不斷地生成和剝落，碳化硅制品的基體截面將會(huì)不斷減小。
氧化溫度達(dá)到1560℃以后，碳化硅基體表面所形成的氧化硅流動(dòng)能力提高，加上氧化反應(yīng)的加劇，氧化物的數(shù)量進(jìn)一步增多，表層的碳化硅顆粒大部分被“淹沒(méi)”后，使氧化層的外表面變得較為平坦，冷卻到室溫后的表面所形成的氧化層依然不能夠?qū)μ蓟璧谋砻孢M(jìn)行完全致密覆蓋，存在一些孔洞，將進(jìn)一步造成碳化硅基體的氧化。所以當(dāng)使用溫度高于1520℃后，氧化層的厚度較大且外表面較為平坦。但出于熔融態(tài)的二氧化硅流動(dòng)能力較強(qiáng)，使碳化硅顆粒的棱角處氧化層變薄，碳化硅氧化反應(yīng)的氣體易于由此逸出而形成孔洞，為氧的進(jìn)入提供了通道，使碳化硅的氧化速度加快，該階段為快速氧化階段。
