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碳化硅的使用成本較低,加入碳化硅顆??梢苑乐刮龀鎏蓟铮黾予F素體量,使鑄鐵組織致密,經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)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(duì)鑄鐵的化學(xué)成分影響甚小,對(duì)其顯微組織的影響卻很大,因而能改善灰鑄鐵的力學(xué)性能,對(duì)其物理性能也有明顯的影響。在應(yīng)用在密封環(huán)上:碳化硅陶瓷的耐化學(xué)腐蝕性好、強(qiáng)度高、硬度高,耐磨性能好、摩擦系數(shù)小,且耐高溫,因而是制造密封環(huán)的理想材料。碳化硅應(yīng)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?。惶蓟钁?yīng)用有利于共晶團(tuán)生核,使共晶團(tuán)數(shù)增多。
碳化硅是由硅與碳元素以共價(jià)鍵結(jié)合的非金屬碳化物,硬度僅次于金剛石和碳化硼。化學(xué)式為SiC。這種方法可增加顆粒的密度,使碳化硅廢料更容易被控制,流動(dòng)性、可壓性、穩(wěn)定性、可濕性強(qiáng),能夠做到顆粒無(wú)結(jié)塊,無(wú)泡沫,易于分散。無(wú)色晶體,外表氧化或含雜質(zhì)時(shí)呈藍(lán)黑色。具有金剛石結(jié)構(gòu)的碳化硅變體俗稱金剛砂。金剛砂的硬度挨近金剛石,熱安穩(wěn)性好,2127℃時(shí)由β-碳化硅轉(zhuǎn)變成α-碳化硅,α-碳化硅在2400℃依然安穩(wěn)。
碳化硅制品具有耐高溫、耐磨、耐熱震、耐化學(xué)腐蝕、耐輻射和杰出的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等特別功用,因而在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中具有廣泛的用處。電動(dòng)汽車的電動(dòng)模塊中電動(dòng)機(jī)是有源負(fù)載,其轉(zhuǎn)速范圍很寬,且在行駛過(guò)程中需要頻繁地加速和減速,工作條件比一般的調(diào)速系統(tǒng)復(fù)雜,采用碳化硅功率器件可有效提高其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),獲得更高的擊穿電壓、更低的開啟電阻、更大的熱導(dǎo)率以及能在更高溫度下穩(wěn)定工作。在我國(guó),綠碳化硅首要用做磨料。黑碳化硅用于制造磨具,多用于切開和研磨抗張強(qiáng)度低的資料,如玻璃、陶瓷、石料和耐火物等,一起也用于鑄鐵零件和有色金屬資料的磨削。
碳化硅在航空領(lǐng)域的應(yīng)用:
碳化硅制作成碳化硅纖維,碳化硅纖維主要用作耐高溫材料和增強(qiáng)材料,耐高溫材料包括熱屏蔽材料、耐高溫輸送帶、過(guò)濾高溫氣體或熔融金屬的濾布等。α-SiC由于其晶體結(jié)構(gòu)中碳和硅原子的堆垛序列不同而構(gòu)成許多不同變體,已發(fā)現(xiàn)70余種。用做增強(qiáng)材料時(shí),常與碳纖維或玻璃纖維合用,以增強(qiáng)金屬和陶瓷為主,如做成噴氣式飛機(jī)的剎車片、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、著陸齒輪箱和機(jī)身結(jié)構(gòu)材料等,還可用做體育用品,其短切纖維則可用做高溫爐材等。
碳化硅粗料已能大量供應(yīng),但是技術(shù)含量高的納米級(jí)碳化硅粉體的應(yīng)用短時(shí)間不可能形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。