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由于碳化硅的高硬度、化學(xué)穩(wěn)定性和韌性。可加工玻璃、陶瓷、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。所以碳化硅可以用來制造硬質(zhì)合金磨料,涂層磨料和自由磨料。金屬氧化物反應(yīng)生成CO和硅渣。金剛砂又名碳化硅是用石英砂、石油焦、木屑(生產(chǎn)綠色碳化硅時需要加鹽)等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。因此碳化硅可作為冶煉鋼鐵的凈化劑,即煉鋼的脫氧劑和鑄鐵的結(jié)構(gòu)改進劑。
一般現(xiàn)在黑碳化硅微粉,固定碳含量非常高,并通過高溫石墨的分子結(jié)構(gòu)排列的六角體心立方,六角石墨可以直接分解成核液態(tài)鐵,吸收不同的原因是碳的安排,一般好的黑碳化硅粉產(chǎn)品,當(dāng)然,是用高溫石墨礦物油墨吸收率高,其他產(chǎn)品排列緊湊,不易分解,不利于吸收。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。
在煉鋼過程中,爐襯耐火磚受到侵蝕后,磚的脫碳層和反應(yīng)層發(fā)生結(jié)構(gòu)變化引起松弛。受熔融鋼水、爐渣、爐氣以及兌入鐵水和加入散料、廢鋼時的機械沖刷,使得碳化硅脫落并卷入鋼溶液中,形成非金屬夾雜。鋼材中的非金屬夾雜物與鋼材本身的性能有很大差別。
從力學(xué)角度分析,非金屬夾雜物的存在部位是鋼材的應(yīng)力集中點,對鋼材的強度、剛度以及持久等力學(xué)性能都有很大影響。因此,非金屬夾雜是影響鋼材質(zhì)量的嚴(yán)重缺陷之一。構(gòu)成碳化硅的一些元素,直接溶解到鋼水中,使得熔池中的氧、碳及其他非金屬元素增加。碳化硅作為研磨劑,可以用作研磨工具,例如砂輪,油石,研磨頭,砂瓦等。在一定條件下,鋼水中非金屬元素之間相互反應(yīng)生成非金屬夾雜物。
碳化硅在光伏領(lǐng)域的應(yīng)用:
光伏逆變器對光伏發(fā)電作用非常重要,不僅具有直交流變換功能,還具有地發(fā)揮太陽電池性能的功能和系統(tǒng)故障保護功能。歸納起來有自動運行和停機功能、大功率跟蹤控制功能、防單獨運行功能(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、自動電壓調(diào)整功能(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、直流檢測功能(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、直流接地檢測功能等。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。
國內(nèi)逆變器廠家對新技術(shù)和新器件的應(yīng)用還是太少,以碳化硅為功率器件的逆變器,并且開始大批量應(yīng)用,碳化硅內(nèi)阻很少,可以把效率做很高,開關(guān)頻率可以達到10K,也可以節(jié)省LC濾波器和母線電容。碳化硅材料在光伏逆變器應(yīng)用上或有突破。
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。用做增強材料時,常與碳纖維或玻璃纖維合用,以增強金屬和陶瓷為主,如做成噴氣式飛機的剎車片、發(fā)動機葉片、著陸齒輪箱和機身結(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。鋼水對爐襯的機械沖刷以及二者之間的化學(xué)反應(yīng):一方面導(dǎo)致爐襯碳化硅的受損與侵蝕。
碳化硅粗料已能大量供應(yīng),但是技術(shù)含量高的納米級碳化硅粉體的應(yīng)用短時間不可能形成規(guī)模經(jīng)濟。