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碳化硅由于化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好,除作磨料用外,還有很多其他用途,例如:以特殊工藝把碳化硅粉末涂布于水輪機(jī)葉輪或汽缸體的內(nèi)壁,可提高其耐磨性而延長(zhǎng)使用壽命1~2倍;碳化硅半導(dǎo)體能應(yīng)對(duì)“極端環(huán)境”,據(jù)稱(chēng),碳化硅晶片甚至可以經(jīng)受住金星或太陽(yáng)附近的熱度。用以制成的耐火材料,耐熱震、體積小、重量輕而強(qiáng)度高,節(jié)能效果好。低品級(jí)碳化硅(含SiC約85%)是良好的脫氧劑,用它可加快煉鋼速度,并便于控制化學(xué)成分,提高鋼的質(zhì)量。此外,碳化硅還大量用于制作電熱元件硅碳棒。
碳化硅的技術(shù)研發(fā)呈加速趨勢(shì),替代技術(shù)大量出現(xiàn)。太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)仍處在快速成長(zhǎng)期,有多種技術(shù)在激烈競(jìng)爭(zhēng)。目前晶硅電池在市場(chǎng)份額上占了主要地位,但是其他技術(shù)也在快速演進(jìn)中。電池技術(shù)會(huì)向更高的發(fā)電效率上發(fā)展,這是一種趨勢(shì)。
未來(lái)碳化硅主要用于半導(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。碳化硅的工業(yè)生產(chǎn)方法是將石英砂、煤焦、鋸末和鹽混合在一起,在電阻爐中加熱到2200℃左右,鹽的作用是除去石英砂和煤焦中的雜質(zhì),而鋸末的作用是產(chǎn)生氣孔,使生成的氣體容易逸出。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?xún)?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。
碳化硅質(zhì)制品可按碳化硅含量、結(jié)合劑種類(lèi)和加入量來(lái)分類(lèi),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(lèi)對(duì)碳化硅制品進(jìn)行分類(lèi)。
根據(jù)結(jié)合相的不同,碳化硅制品可分為以下幾類(lèi):
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(chēng)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。