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                碳化硅的制作工藝及其用途

                日期:2020-03-24 16:32 人氣:

                碳化硅是一種化學用品,生產碳化硅的方法有四種,分別是反應燒結碳化硅、無壓燒結碳化硅、無壓燒結碳化硅及再結晶碳化硅,這四種工藝生產出的碳化硅都是具有很好的品質。碳化硅制品的用途也是比較廣泛的,比如有色金屬冶煉、鋼鐵行業、建筑陶瓷行業、節能行業等,下面詳細的為大家大家介紹下。

                一、碳化硅的生產方法

                1、反應燒結碳化硅

                優點:通過調節起始組分的濃度、聚合和熱處理溫度,所得多孔碳的密度、孔徑的大小和分布及孔的形貌在很大范圍內可調,因是采用濕化學的方法,素坯的結構均勻,素胚中只含有碳而不包含原生的碳化硅,這樣制品最終的顯微結構均一,更有利于提高制品的力學、熱學及光學性能。

                2、無壓燒結碳化硅

                無壓燒結的優點是:可以采用多種成形工藝制備各種形狀的制品,在適當添加劑的作用下可獲得較高的強度和韌性,其不足之處在于燒結溫度較高,得到的材料具有一定的氣孔率,強度相對較低,并且伴隨15%左右的燒成體積收縮,此外在燒結過程中可能出現化學成分和密度不均勻,影響其性能的均勻性。

                3、熱壓燒結碳化硅

                熱壓燒結生產工藝生產的碳化硅其性能優良。特別是耐熱沖擊性優秀,并具有高密度,高強度。密度可達理論密度的99%以上。據報導強度可達110kg/mm2,在1600℃時仍有105kg/mm2。但它的最大缺點是生產工藝復雜,生產產量低成本高。隨著連續熱壓爐的出現、產量低的缺點有所改善。但它的生產成本還是無法與其它工藝生產的碳化硅的成本競爭。

                4、再結晶碳化硅

                碳化硅粉料中不加添加劑,直接將成型的毛坯在2000℃以上的溫度燒結,其主要的燒結機理為蒸發凝聚。燒結時無體積變化,收縮很小,氣孔率較高(20% ),強度較低(100M Pa)。因其強度較低,僅應用于高溫導電及耐火材料方面。

                二、碳化硅的用途

                1、有色金屬冶煉工業的應用

                利用碳化硅具有耐高溫,強度大,導熱性能良好,抗沖擊,作高溫間接加熱材料,如堅灌蒸餾爐。精餾爐塔盤,鋁電解槽,銅熔化爐內襯,鋅粉爐用弧型板,熱電偶保護管等等;

                2、鋼鐵行業方面的應用

                利用碳化硅的耐腐蝕,抗熱沖擊耐磨損。導熱好的特點,用于大型高爐內襯提高了使用壽命;

                3、冶金選礦行業的應用

                碳化硅硬度僅次于金剛石,具有較強的耐磨性能,是耐磨管道、葉輪、泵室、旋流器、礦斗內襯的理想材料,具耐磨性能是鑄鐵,橡膠使用壽命的5-20倍,也是航空飛行跑道的理想材料之一;

                4、建筑陶瓷,砂輪工業方面的應用

                利用其導熱系數。熱輻射,高熱強度大的特性,制造薄板窯具,不僅能減少窯具容量,還提高了窯爐的裝容量和產品質量,縮短了生產周期,是陶瓷釉面烘燒燒結理想的間接材料;

                5、節能方面的應用

                利用良好的導熱和熱穩定性,作熱交換器,燃耗減少20%,節約燃料35%,使生產率提高20-30%。特別是礦山選廠用排放輸送管道的內放,其耐磨程度是普通耐磨材料的6-7倍。

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