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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。目前碳化硅粗料已能大量供應(yīng),能算高新技術(shù)產(chǎn)品,而技術(shù)含量較高 的納米級碳化硅粉體的應(yīng)用短時(shí)間不可能形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。
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(dǎo)體、制造碳化硅纖維。
碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑等原料在電阻爐內(nèi)經(jīng)高溫冶煉而成。目前我國工業(yè)生產(chǎn)的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種,均為六方晶體,比重為3.20~3.25,顯微硬度為2840~3320kg/mm2。
包括黑碳化硅和綠碳化硅,其中:綠碳化硅是以石油焦和硅石為主要原料作為添加劑,通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,機(jī)械強(qiáng)度高于剛玉。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。常用的碳化硅磨料有兩種不同的晶體,一種是綠碳化硅,含SiC 97%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SiC 95%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。
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。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。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、高溫耐磨性優(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(jié)合狀況,因此,通常按結(jié)合相種類對碳化硅制品進(jìn)行分類。
黑色碳化硅和綠色碳化硅的應(yīng)用也有所差別。黑碳化硅制成的磨具,多用于切割和研磨抗張強(qiáng)度低的材隊(duì)如玻璃、陶瓷、石料和耐火物氯同時(shí)也用于鑄鐵零件和有色金屬材料的磨削。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、高溫耐磨性優(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。綠碳化硅制成的磨具,多用于硬質(zhì)合金、欽合金、光學(xué)玻璃的磨削,同時(shí)也用于缸缸的精磨。
碳化硅纖維正在一些國家組織生產(chǎn),可作為復(fù)合結(jié)構(gòu)材的組分。
由此可見,碳化硅是一種廣泛應(yīng)用的人造磨料和工程材料。國外某些廠商碳化硅生產(chǎn)的特點(diǎn)是多牌號和開展綜合科用,以適應(yīng)各部門應(yīng)用的需要,并可做到物盡其才,提高生產(chǎn)廠的經(jīng)濟(jì)效益.這一點(diǎn)很值得我們重視。包括黑碳化硅和綠碳化硅,其中:綠碳化硅是以石油焦和優(yōu)質(zhì)硅石為主要原料作為添加劑,通過電阻爐高溫冶煉而成。目前我國各砂輪廠生產(chǎn)的碳化硅絕大部份是用作磨料,而冶煉爐中產(chǎn)生的大量二級品碳化硅沒有用武之地,只能用于回爐冶練,這是很不經(jīng)濟(jì)的。它會(huì)顯著降低爐的熱效率。