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碳化硅的制作工艺及其用途

日期:2020-03-24 16:32 人气:

碳化硅是一种化学用品,生产碳化硅的方法有四种,分别是反应烧结碳化硅、无压烧结碳化硅、无压烧结碳化硅及再结晶碳化硅,这四种工艺生产出的碳化硅都是具有很好的品质。碳化硅制品的用途也是比较广泛的,比如有色金属冶炼、钢铁行业、建筑陶瓷行业、节能行业等,下面详细的为大家大家介绍下。

一、碳化硅的生产方法

1、反应烧结碳化硅

优点:通过调节起始组分的浓度、聚合和热处理温度,所得多孔碳的密度、孔径的大小和分布及孔的形貌在很大范围内可调,因是采用湿化学的方法,素坯的结构均匀,素胚中只含有碳而不包含原生的碳化硅,这样制品最终的显微结构均一,更有利于提高制品的力学、热学及光学性能。

2、无压烧结碳化硅

无压烧结的优点是:可以采用多种成形工艺制备各种形状的制品,在适当添加剂的作用下可获得较高的强度和韧性,其不足之处在于烧结温度较高,得到的材料具有一定的气孔率,强度相对较低,并且伴随15%左右的烧成体积收缩,此外在烧结过程中可能出现化学成分和密度不均匀,影响其性能的均匀性。

3、热压烧结碳化硅

热压烧结生产工艺生产的碳化硅其性能优良。特别是耐热冲击性优秀,并具有高密度,高强度。密度可达理论密度的99%以上。据报导强度可达110kg/mm2,在1600℃时仍有105kg/mm2。但它的最大缺点是生产工艺复杂,生产产量低成本高。随着连续热压炉的出现、产量低的缺点有所改善。但它的生产成本还是无法与其它工艺生产的碳化硅的成本竞争。

4、再结晶碳化硅

碳化硅粉料中不加添加剂,直接将成型的毛坯在2000℃以上的温度烧结,其主要的烧结机理为蒸发凝聚。烧结时无体积变化,收缩很小,气孔率较高(20% ),强度较低(100M Pa)。因其强度较低,仅应用于高温导电及耐火材料方面。

二、碳化硅的用途

1、有色金属冶炼工业的应用

利用碳化硅具有耐高温,强度大,导热性能良好,抗冲击,作高温间接加热材料,如坚灌蒸馏炉。精馏炉塔盘,铝电解槽,铜熔化炉内衬,锌粉炉用弧型板,热电偶保护管等等;

2、钢铁行业方面的应用

利用碳化硅的耐腐蚀,抗热冲击耐磨损。导热好的特点,用于大型高炉内衬提高了使用寿命;

3、冶金选矿行业的应用

碳化硅硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能,是耐磨管道、叶轮、泵室、旋流器、矿斗内衬的理想材料,具耐磨性能是铸铁,橡胶使用寿命的5-20倍,也是航空飞行跑道的理想材料之一;

4、建筑陶瓷,砂轮工业方面的应用

利用其导热系数。热辐射,高热强度大的特性,制造薄板窑具,不仅能减少窑具容量,还提高了窑炉的装容量和产品质量,缩短了生产周期,是陶瓷釉面烘烧烧结理想的间接材料;

5、节能方面的应用

利用良好的导热和热稳定性,作热交换器,燃耗减少20%,节约燃料35%,使生产率提高20-30%。特别是矿山选厂用排放输送管道的内放,其耐磨程度是普通耐磨材料的6-7倍。

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