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發(fā)布時間:2021-09-11 05:23  
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碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用品種,都屬α-SiC。①黑碳化硅含SiC約98。5%,其韌性高于綠碳化硅,大多用于加工抗張強度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等。②綠碳化硅含SiC99%以上,自銳性好,大多用于加工硬質(zhì)合金、鈦合金和光學玻璃?,F(xiàn)已完成工業(yè)化出產(chǎn)的碳化硅纖維,是一種新式高強度、高模量資料,具有優(yōu)異的耐熱性和耐氧化性,與金屬、樹脂有杰出的相容性。
此外還有立方碳化硅,它是以特殊工藝制取的黃綠色晶體,用以制作的磨具適于軸承的超精加工,可使表面粗糙度從Ra32~0。16微米一次加工到Ra0。04~0。02微米。目前碳化硅粗料已能大量供應,不能算高新技術產(chǎn)品,而技術含量較高的納米級碳化硅粉體的應用短時間不可能形成規(guī)模經(jīng)濟。碳化硅由于化學性能穩(wěn)定、導熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好,除作磨料用外,還有很多其他用途。
碳化硅的使用成本較低,加入碳化硅顆??梢苑乐刮龀鎏蓟?,增加鐵素體量,使鑄鐵組織致密,經(jīng)過大量的實驗總結(jié)得出碳化硅在灰鑄鐵生產(chǎn)中已經(jīng)成為重要的材料。
鑄鐵使用碳化硅加入量很少,對鑄鐵的化學成分影響甚小,對其顯微組織的影響卻很大,因而能改善灰鑄鐵的力學性能,對其物理性能也有明顯的影響。碳化硅應用減輕鑄鐵件的壁厚敏感性,使鑄件薄、厚截面處顯微組織的差別小,硬度差別也??;碳化硅應用使鑄鐵中石墨的形態(tài)主要是細小而且均勻分布的A型石墨,從而改善鑄鐵的力學性能。碳化硅應用有利于共晶團生核,使共晶團數(shù)增多。

碳化硅磨料所具有的的特性,使碳化硅磨具在磨削加工中成為磨削硬脆材料及硬質(zhì)合金的理想工具,精度高,而且粗糙度好、磨具消耗少、使用壽命長,同時還可改善勞動條件。因此廣泛用于普通磨具難于加工的低鐵含量的金屬及非金屬硬脆材料,如硬質(zhì)合金、高鋁瓷、光學玻璃、瑪瑙寶石、半導體材料、石材等。它對鋼材性能的主要影響:使鋼材產(chǎn)生熱脆、減低鋼的力學性能及焊接性能等。
碳化硅的生產(chǎn)流程:將石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑按比例混合;將原材料加入電阻爐中,原料在電阻爐中經(jīng)過2250℃以上高溫精煉制成碳化硅;經(jīng)過數(shù)小時的冶煉后,傾倒出碳化硅;將容器中的碳化硅冷卻;將碳化硅放入制砂機中粉碎,生產(chǎn)出碳化硅段砂;碳化硅的使用壽命、使用周期,與碳化硅自身性能及施工質(zhì)量有很大關系,特別是耐火澆注料,由于它是半成品材料,其使用效果與施工質(zhì)量的優(yōu)劣關系更大,行業(yè)內(nèi)有稱“三分材料,七分施工”的說法。粉碎后,該材料將運往磁分離去雜質(zhì),并進入磨粉機進行粉磨。

綠碳化硅制成的磨具,多用于硬質(zhì)合金、鈦合金、光學玻璃的磨削,一起也用于缸套的珩磨。立方碳化硅磨具于微型軸承的超精磨。用電鍍辦法將碳化硅微粉涂敷于水輪機葉輪上,可大大提高葉輪的耐磨性;碳化硅器件規(guī)模應用于固態(tài)斷路器、換流閥、有源濾波等已有裝備為實現(xiàn)智能電網(wǎng)、加速我國能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型提供核心元器件及關鍵裝備等支撐。用機械壓力將立方體SiC200號磨粉與W28微粉壓入內(nèi)燃機的汽缸壁上,可延長缸體壽數(shù)一倍以上。
在電氣工業(yè)中,碳化硅可用做避雷器閥體、硅碳電熱元件、遠紅外線發(fā)生器等。在電子工業(yè)中,如在工業(yè)碳化硅爐內(nèi)或在工業(yè)爐上用特別辦法培育出來大片完好的碳化硅單晶體,可作為發(fā)光二極管的基片;碳化硅廢料及其混合物要想能夠廣泛應用于各行業(yè)中,就需要經(jīng)過粉化、粉碎、分級、除塵、過濾、沉淀、離心分離、干燥、結(jié)晶、混合、輸送、給料、包裝等過程,生成材料的基礎——碳化硅廢料。高純碳化硅晶體是制造耐輻射高溫半導體的材料。碳化硅是少量禁帶寬度大(2.86eV)且具有P及n兩種導電類型的半導體資料之一。