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碳化硅的硬度很大,莫氏硬度為9.5級(jí),僅次于較硬的金剛石(10級(jí)),具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能,是一種半導(dǎo)體。而碳化硅的脫碳會(huì)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(shí),碳化硅的脫碳會(huì)對(duì)鋼水及鋼材質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。碳化硅主要有四大應(yīng)用領(lǐng)域,即:功能陶瓷、耐火材料、磨料及冶金原料。碳化硅粗料已能大量供應(yīng),不能算高新技術(shù)產(chǎn)品,而技術(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)。
作為磨料,可用來(lái)做磨具,如砂輪、油石、磨頭、砂瓦類等。作為冶金脫氧劑和耐高溫材料。
用于半導(dǎo)體、避雷針、電路元件、高溫應(yīng)用、紫外光偵檢器、結(jié)構(gòu)材料、天文、碟剎、離合器、柴油微粒濾清器、細(xì)絲高溫計(jì)、陶瓷薄膜、裁切工具、加熱元件、珠寶、鋼、護(hù)具、觸媒擔(dān)體等領(lǐng)域。
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?;瘜W(xué)式為SiC。碳化硅的脫碳機(jī)理為:當(dāng)冶煉進(jìn)行的一定程度后,鋼與碳化硅之間存在一定的液相隔離層。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。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(guān)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(guān)系更大,行業(yè)內(nèi)有稱“三分材料,七分施工”的說(shuō)法。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。
綠碳化硅制成的磨具,多用于硬質(zhì)合金、鈦合金、光學(xué)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。黑碳化硅是以石英砂,石油焦和硅石為主要原料,通過(guò)電阻爐高溫冶煉而成。用電鍍辦法將碳化硅微粉涂敷于水輪機(jī)葉輪上,可大大提高葉輪的耐磨性;用機(jī)械壓力將立方體SiC200號(hào)磨粉與W28微粉壓入內(nèi)燃機(jī)的汽缸壁上,可延長(zhǎng)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(yuǎn)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(lái)大片完好的碳化硅單晶體,可作為發(fā)光二極管的基片;高純碳化硅晶體是制造耐輻射高溫半導(dǎo)體的材料。氧氣[O2]使熔池中的原子鐵[Fe]大量氧化成[FeO],溶解于鋼水中的碳[C]與[FeO]接觸發(fā)生氧化反應(yīng)。碳化硅是少量禁帶寬度大(2.86eV)且具有P及n兩種導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體資料之一。
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。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。現(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。使用溫度可達(dá)1200℃,高溫下強(qiáng)度堅(jiān)持率可達(dá)80%以上。
在炭素工業(yè)中,碳化硅首要用來(lái)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。所以在碳化硅使用過(guò)程中,一定要注意,碳化硅用于磨具磨料的時(shí)候,粒度跟普通的鑄造和煉鋼碳化硅粒度是不一樣的,它的粒度范圍值非常小,一般都是60-80目,80-100目,100目-120目,180目-200目等,粒度是非常細(xì)膩的。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(duì)溫度急劇改變的承受才能。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)峤夥错懀谑w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。