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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。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制品,半碳化硅質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、莫來石碳化硅制品和剛玉碳化硅制品等。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SiC約97%以上,自銳性好,大多用于加工硬質合金、鈦合金和光學玻璃,也用于珩磨汽缸套。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。
碳化硅主要有四大應用領域,即:功能陶瓷、耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供應,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。
1、作為磨料,可用來做磨具,如砂輪、油石、磨頭、砂瓦類等。
2、作為冶金脫氧劑和耐高溫材料。
3、高純度的單晶,可用于制造半導體、制造碳化硅纖維。
目前國內外廣泛應用于轉爐、電爐、連鑄、爐外精煉以及鋼包中的碳化硅,是20世紀80年代發(fā)展起來的一類較為新型的堿性碳化硅——碳復合碳化硅。②綠碳化硅含SiC約97%以上,自銳性好,大多用于加工硬質合金、鈦合金和光學玻璃,也用于珩磨汽缸套。碳復合碳化硅中一般含有3%~30%的碳。在煉鋼過程中,碳的氧化反應是冶煉過程的重要反應。把鋼水中的含碳量氧化降低到所煉鋼號的規(guī)格內,是煉鋼的重要任務之一。
而碳化硅的脫碳會造成鋼水中碳的含量增加改變鋼的組成,尤其在冶煉純凈鋼、超純凈鋼時,碳化硅的脫碳會對鋼水及鋼材質量產(chǎn)生較大的影響。碳化硅在航空領域的應用: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材料,耐高溫材料包括熱屏蔽材料、耐高溫輸送帶、過濾高溫氣體或熔融金屬的濾布等。碳化硅的脫碳機理為:當冶煉進行的一定程度后,鋼與碳化硅之間存在一定的液相隔離層。反應物在碳化硅表面形成一個固相產(chǎn)物層,碳化硅中的組成元素穿過該層擴散到鋼水中。
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。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。它有常溫和高溫強度高、熱導率大、熱膨脹系數(shù)小、抗熱震性好、高溫耐磨性優(yōu)良、抗化學侵蝕性強等一系列優(yōu)異性能,已廣泛用于鋼鐵、有色冶金、化學、電力、陶瓷和航空航天等工業(yè)領域。
碳化硅質制品可按碳化硅含量、結合劑種類和加入量來分類,材料的性能很大程序上取決于材料中碳化硅顆粒間的結合狀況,因此,通常按結合相種類對碳化硅制品進行分類。