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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。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。如若把硅晶電池看做一代電池技術(shù),今后會(huì)有無(wú)機(jī)薄膜電池、薄膜電池等二三代電池技術(shù)。
碳化硅粗料已能大量供應(yīng),但是技術(shù)含量較高的納米級(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)。
碳化硅制品是指以工業(yè)SiC為原料經(jīng)煉制而成的一種以碳化硅為主要成分的耐火材料。它有常溫和高溫強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率大、熱膨脹系數(shù)小、抗熱震性好、高溫耐磨性優(yōu)良、抗化學(xué)侵蝕性強(qiáng)等一系列優(yōu)異性能,已廣泛用于鋼鐵、有色冶金、化學(xué)、電力、陶瓷和航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。同時(shí),它還可運(yùn)用于太空探索領(lǐng)域,幫助核動(dòng)力飛船執(zhí)行更繁雜的任務(wù)。
碳化硅質(zhì)制品可按碳化硅含量、結(jié)合劑種類和加入量來(lái)分類,材料的性能很大程序上取決于材料中碳化硅顆粒間的結(jié)合狀況,因此,通常按結(jié)合相種類對(duì)碳化硅制品進(jìn)行分類。
根據(jù)結(jié)合相的不同,碳化硅制品可分為以下幾類:
1. 氧化物結(jié)合碳化硅。以Al2O3-SiO2系硅酸鹽為結(jié)合相,包括黏土結(jié)合、莫來(lái)石結(jié)合和SiO2結(jié)合碳化硅。
2. 氮化物結(jié)合碳化硅。結(jié)合相為SiN4、Si2N2O、Sialon等共價(jià)鍵化合物。
3. 自結(jié)合碳化硅。包括β-SiC結(jié)合碳化硅和重結(jié)晶碳化硅。
4. 滲硅反應(yīng)燒結(jié)碳化硅。由碳化硅和游離硅組成的一種碳化硅質(zhì)工程陶瓷材料。
此外,通常將碳化硅含量在50%以下的耐火制品稱為半碳化硅質(zhì)制品,半碳化硅質(zhì)制品包括熟料碳化硅制品、高鋁碳化硅制品、鋯英石碳化硅制品、莫來(lái)石碳化硅制品和剛玉碳化硅制品等。
隨著時(shí)間的推移,爐料高溫范圍不斷擴(kuò)大,形成的碳化硅也越來(lái)越多。它在爐內(nèi)不斷形成,蒸發(fā)移動(dòng),結(jié)晶長(zhǎng)大,聚集成為一個(gè)圓筒形的結(jié)晶筒。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。結(jié)晶筒的內(nèi)壁因受高溫,超過(guò)2600℃的部分就開始分解。分解出的硅又與爐料中的碳結(jié)合而成為新的碳化硅。爐自送電初期,電熱主要部分用于加熱爐料,而用以形成碳化硅的熱量只是較少的一部分。送電中期,形成碳化硅所用的熱量所占比例較大。送電后期,熱損失占主要部分。調(diào)整送電功率與時(shí)間的關(guān)系,優(yōu)選出有利的停電時(shí)間,以期獲得電熱利用率。