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宋伟 先生
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发布时间:2020-04-17 00:32:53
碳化硅是典型的多晶型化合物,按大类来分,有α-碳化硅和β-碳化硅两种。α-碳化硅做为磨料有黑、绿两种品种。β-碳化硅是制备碳化硅类陶瓷的主要原料。
碳化硅的用途十分广泛,如:冶金、机械、化工、建材、轻工、电子。
磨料可作为冶金工业的净化剂、脱氧剂和改良剂。在机械加工方面可作为合成硬质合金刀具;加工后的硅碳板可作为耐火材料用于陶瓷烧制的棚板。通过精加工后生产的微粉,可用于高科技电子元器件和远红外线辐射材料的涂料。
高纯度精微粉可供工业航空航天器皿的涂层。对国际国内各经济领域的用途十分广阔。
包括黑碳化硅和绿碳化硅,其中:黑碳化硅是以石英砂,石油焦和优质硅石为主要原料,通过电阻炉高温冶炼而成。利用碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性,碳化硅一方面可用于各种冶炼炉衬、高温炉窑构件、碳化硅板、衬板、支撑件、匣钵、碳化硅坩埚等。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,性脆而锋利。绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料,添加盐作为添加剂,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。
常用的碳化硅磨料有两种不同的晶体,一种是绿碳化硅,含SiC97%以上,主要用于磨硬质含金工具。
碳化物材料熔点较高,大都在3000℃以上,如TiC熔点3107℃,ZrC熔点3530℃。碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,除作磨料用外,还有很多其他用途,例如:以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁,可提高其耐磨性而延长使用寿命1~2倍。在较高温度下,碳化物会氧化,熔点高于石墨和碳。多数碳化物硬度高,有良好的导电和导热性。部分碳化物性能见表8-6。碳化物基本合成方法有:金属与碳粉直接化合法;碳还原法;金属与含碳气体反应。
生产碳化硅制品,首先要有碳化硅原料。近年来,由于工业、国防以及航空航天工业的飞速发展,对优质钢材的需求愈来愈高。碳化硅的工业生产方法是将石英砂、煤焦、锯末和盐混合在一起,在电阻炉中加热到2200℃左右,盐的作用是除去石英砂和煤焦中的杂质,而锯末的作用是产生气孔,使生成的气体容易逸出。电炉中间用石墨或碳颗粒堆积成柱状电阻发热体,所配原料紧密填充在发热体四周。
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