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常用的碳化硅磨料有兩種不同的晶體,一種是綠碳化硅,含SiC97%以上,主要用于磨硬質(zhì)含金工具。另一種是黑碳化硅,有金屬光澤,含SiC95%以上,強(qiáng)度比綠碳化硅大,但硬度較低,主要用于磨鑄鐵和非金屬材料。黑碳化硅是以石英砂,石油焦和硅石為主要原料,通過電阻爐高溫冶煉而成。在隕石和地殼中雖有少量碳化硅存在,但迄今尚未找到可供開采的礦源。
工業(yè)碳化硅因所含雜質(zhì)的種類和含量不同,而呈淺黃、綠、藍(lán)乃至黑色,透明度隨其純度不同而異。碳化硅晶體結(jié)構(gòu)分為六方或菱面體的α-SiC和立方體的β-SiC??杉庸げAА⑻沾?、石材、鑄鐵及部分有色金屬、碳化物、鈦合金、高速鋼工具及砂輪。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。β-SiC于2100℃以上時轉(zhuǎn)變?yōu)棣?SiC。
碳化硅制品可以分為很多類,根據(jù)不同的使用環(huán)境,分為不同的種類。一般使用到機(jī)械上比較多。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(yuǎn)紅外線發(fā)生器等。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。碳化硅的制品之一的碳化硅陶瓷具有的高硬度、高耐腐蝕性以及較高的高溫強(qiáng)度等特點,這使得碳化硅陶瓷得到了廣泛的應(yīng)用。
碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用的基本品種,都屬α-SiC。①黑碳化硅含SiC約95%,其韌性高于綠碳化硅,大多用于加工抗張強(qiáng)度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等。碳化硅廢料及其混合物要想能夠廣泛應(yīng)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(chǔ)——碳化硅廢料。綠碳化硅含SiC約97%以上,自銳性好,大多用于加工硬質(zhì)合金、鈦合金和光學(xué)玻璃。
在航天工業(yè)中,用碳化硅制造的燃?xì)鉃V片、燃燒室噴嘴已用于火箭技能中?,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(qiáng)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。這種方法的優(yōu)點在于可同使碳化硅廢料的粉化過程和干燥過程同時進(jìn)行,但缺點也存在,即顆粒強(qiáng)度相對較低,粒度相對較小。使用溫度可達(dá)1200℃,高溫下強(qiáng)度堅持率可達(dá)80%以上。
在炭素工業(yè)中,碳化硅首要用來出產(chǎn)煉鐵高爐用磚,如石墨碳化硅、氮化硅結(jié)合的碳化硅磚等。在石墨電極出產(chǎn)中,碳化硅還用做耐氧化涂層電極的涂層耐火燒結(jié)料的配猜中,以添加涂層對溫度急劇改變的承受才能。碳化硅的使用在國外比較廣泛,不管是電爐還是沖天爐,都加入此種物質(zhì)。在特種炭素資料生物炭的制造中,常以丙烷為氣體質(zhì)料,經(jīng)高溫?zé)峤夥错?,在石墨基體上堆積生成含硅熱解炭涂層,以添加制品的硬度、強(qiáng)度和耐磨性。