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工業(yè)生產(chǎn)之棕至黑色系由于含鐵之不純物
因其3.2g/cm3的比重及較高的升華溫度(約2700 °C) ,碳化硅很適合做為軸承或高溫爐之原料物件。在任何已能達(dá)到的壓力下,它都不會(huì)熔化,且具有相當(dāng)?shù)偷幕瘜W(xué)活性。工業(yè)碳化硅因所含雜質(zhì)的種類和含量不同,而呈淺黃、綠、藍(lán)乃至黑色,透明度隨其純度不同而異。由于其高熱導(dǎo)性、高崩潰電場(chǎng)強(qiáng)度及高大電流密度,在半導(dǎo)體高功率元件的應(yīng)用上,不少人試著用它來(lái)取代硅。此外,它與微波輻射有很強(qiáng)的耦合作用,并其所有之高升華點(diǎn),使其可實(shí)際應(yīng)用于加熱金屬。純碳化硅為無(wú)色,而工業(yè)生產(chǎn)之棕至黑色系由于含鐵之不純物。晶體上彩虹般的光澤則是因?yàn)槠浔砻娈a(chǎn)生之二氧化硅保護(hù)層所致。
化工可用做煉鋼的脫氧劑和鑄鐵組織的改良劑
磨料磨具
主要用于制作砂輪、砂紙、砂帶、油石、磨塊、磨頭、研磨膏及光伏產(chǎn)品中單晶硅、多晶硅和電子行業(yè)的壓電晶體等方面的研磨、拋光等。
化工
可用做煉鋼的脫氧劑和鑄鐵組織的改良劑,可用做制造四的原料,是硅樹脂工業(yè)的主要原料。利用良好的導(dǎo)熱和熱穩(wěn)定性,作熱交換器,燃耗減少20%,節(jié)約燃料35%,使生產(chǎn)率提高20-30%,特別是礦山選廠用排放輸送管道的內(nèi)放,其耐磨程度是普通耐磨材料的6--7倍。碳化硅脫氧劑是一種新型的強(qiáng)復(fù)合脫氧劑,取代了傳統(tǒng)的硅粉碳粉進(jìn)行脫氧,和原工藝相比各項(xiàng)理化性能更加穩(wěn)定,脫氧效果好,使脫氧時(shí)間縮短,節(jié)約能源,提高煉鋼效率,提高鋼的質(zhì)量,降低原輔材料消耗,減少環(huán)境污染,改善勞動(dòng)條件,提高電爐的綜合經(jīng)濟(jì)效益都具有重要價(jià)值。
生產(chǎn)工藝粗、中、細(xì)SiC的配方
生產(chǎn)工藝
粗 、中、細(xì)SiC的配方應(yīng)為5:1:4。制造碳化硅原料一般選用黑色SiC,其化學(xué)成分如下:SiC 98.0%,游離C 0.5%,F(xiàn)e 0.2%,游離SiO2 0.6%。由于結(jié)合方式不同,工藝過(guò)程有差異。不同結(jié)合方式的簡(jiǎn)要工藝是:
(1)氮化硅結(jié)合碳化硅:用粗、中、細(xì)碳化硅顆粒和細(xì)硅粉成型的坯體,在純N2氣體中,在1370℃產(chǎn)生一種以&α-SiC為骨架和以&α和&β-Si3N4。它與石墨材料組合配對(duì)時(shí),其摩擦系數(shù)比氧化鋁陶瓷和硬質(zhì)合金小,因而可用于高PV值,特別是輸送強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的工況中使用。為基質(zhì)的氮化硅結(jié)合碳化硅。在基質(zhì)中尚有少量殘留硅和SiO2N2在制品中,這些組分的相對(duì)含量隨制造工廠不同而異。
(2)結(jié)合碳化硅:將SiC、硅粉、炭粉按一定配比,混合、成型,在1400℃還原氣氛中燒成。碳化硅磨料具有高硬度、高抗壓強(qiáng)度、比較耐磨的特性,在磨削中的碳化硅磨具成為磨削硬脆材料和硬質(zhì)合金的更好的工具,不僅,精度高,而且粗糙度高,耐磨耗,使用時(shí)間更長(zhǎng)久,改善了工作條件。在大多數(shù)情況下采用埋炭燒成。在燒成過(guò)程中,產(chǎn)生一種以&α-SiC為骨架,以細(xì)晶粒&β-SiC為基質(zhì)的&β-Si3N4結(jié)合SiC磚。&β-SiC是在燒成過(guò)程中,細(xì)硅粉與細(xì)碳粉反應(yīng)生成的,這種產(chǎn)品也含有少量殘留硅和碳。
(3)氧氮化硅結(jié)合碳化硅:這種磚配料時(shí),細(xì)硅粉配比要少于碳化硅。