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發布時間:2021-04-08 18:31  
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碳化硅的物力性質是怎樣的
碳化硅在人們的日常生活中有著非常廣泛的用途,這得益于其良好的物力性能,在使用的時候有許多的使用優勢,那么它的物力性質是怎樣的呢。碳化硅成品是由碳化硅制成的,主要是有碳和硅構成,屬于原子晶體,與金剛石有著相似的構造?! ∈紫仁翘蓟璧纳珴?,它是一種無色透明的晶體,因為通常狀況下它也會有一定的雜質的加入,所以會使其表面顏色呈現黑色,如果碳化硅含有氮時,其晶體的顏色就會呈現綠色,,碳化硅在自然光下表面具有斑駁陸離、絢麗多彩的色澤?! √蓟璧膶щ娦阅?,它是一種半導體,當它其中的金屬含量較多時,其導電性能就會增加,它的電阻率隨溫度而變化,溫度升高電阻率變小,與金屬的溫度特性相反。 碳化硅的硬度,它的硬度是非常大的,通常莫氏硬度為9.5級,而金剛石的硬度是10級,所以說具有很強的硬度,耐磨性能也是非常的好。 碳化硅至少有70種結晶型態。其3.2g/cm3的比重及較高的升華溫度(約2700 °C),在任何已能達到的壓力下,它都不會熔化,且具有相當低的化學活性。
“三耐”材料利用碳化硅
“三耐”材料利用碳化硅具有耐腐蝕、耐高溫、強度大、導熱性能良好、抗沖擊等特性,碳化硅一方面可用于各種冶煉爐襯、高溫爐窯構件、碳化硅板、襯板、支撐件、匣缽、碳化硅坩堝等。另一方面可用于有色金屬冶煉工業的高溫間接加熱材料,如豎罐蒸餾爐、精餾爐塔盤、鋁電解槽、銅熔化爐內襯、爐用弧型板、熱電偶保護管等;用于制作耐磨、耐蝕、耐高溫等碳化硅陶瓷材料;還可以制做火箭噴管、燃氣輪機葉片等。物質特性碳化硅由于化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、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葉輪或汽缸體的內壁,可提高其耐磨性而延長使用壽命1~2倍。此外,碳化硅也是高速公路、航空飛機跑道太陽能熱水器等的理想材料之一。碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用的基本品種,都屬α-SiC。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。②綠碳化硅含SiC約97%以上,自銳性好,大多用于加工硬質合金、鈦合金和光學玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速具。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Ra32~0.16微米一次加工到Ra0.04~0.02微米。建材陶瓷砂輪工業利用其導熱系數、熱輻射、高熱強度大的特性,制造薄板窯具,不僅能減少窯具容量,還提高了窯爐的裝容量和產品質量,縮短了生產周期,是陶瓷釉面烘烤燒結理想的間接材料。利用良好的導熱和熱穩定性,作熱交換器,燃耗減少20%,節約燃料35%,使生產率提高20-30%,特別是礦山選廠用排放輸送管道的內放,其耐磨程度是普通耐磨材料的6--7倍。
生產工藝粗、中、細SiC的配方
生產工藝
粗 、中、細SiC的配方應為5:1:4。制造碳化硅原料一般選用黑色SiC,其化學成分如下:SiC 98.0%,游離C 0.5%,Fe 0.2%,游離SiO2 0.6%。由于結合方式不同,工藝過程有差異。不同結合方式的簡要工藝是:
(1)氮化硅結合碳化硅:用粗、中、細碳化硅顆粒和細硅粉成型的坯體,在純N2氣體中,在1370℃產生一種以&α-SiC為骨架和以&α和&β-Si3N4。用以制成的耐火材料,耐熱震、體積小、重量輕而強度高,節能效果好。為基質的氮化硅結合碳化硅。在基質中尚有少量殘留硅和SiO2N2在制品中,這些組分的相對含量隨制造工廠不同而異。
(2)結合碳化硅:將SiC、硅粉、炭粉按一定配比,混合、成型,在1400℃還原氣氛中燒成。50~1微米以內,SiO2 Si含量為1~5%入塑料桶,加去離子水,加分析純,攪拌10~12小時,靜止10~12小時。在大多數情況下采用埋炭燒成。在燒成過程中,產生一種以&α-SiC為骨架,以細晶粒&β-SiC為基質的&β-Si3N4結合SiC磚。&β-SiC是在燒成過程中,細硅粉與細碳粉反應生成的,這種產品也含有少量殘留硅和碳。
(3)氧氮化硅結合碳化硅:這種磚配料時,細硅粉配比要少于碳化硅。
碳化硅纖維具有高比強度、高比模量、高溫性、優異的耐燒蝕性、耐熱沖擊性和一些特殊功能。碳化硅的制品之一的碳化硅陶瓷具有的高硬度、高耐腐蝕性以及較高的高溫強度等特點,這使得碳化硅陶瓷得到了廣泛的應用。碳化硅纖維是典型的陶瓷纖維,按其形態可分為連續纖維、晶須和短切纖維;按其結構可分為單晶和多晶纖維;按其集束狀態可分為單絲和束絲纖維。復合材料用的碳化硅纖維包括CVD碳化硅纖維(即用聚合物前軀體轉化法制造的連續、多晶、束絲纖維)和碳化硅晶須(即用氣-液-固法或稻殼焦化法制造的具有一定長徑比的單晶纖維)
CVD法碳化硅纖維具有很高的室溫拉伸強度和拉伸模量,突出的高溫性能和抗蠕變性能。其室溫拉伸強度為3.5-4.1GPa,拉伸模量為414GPa。在1371℃時,強度僅下降30%。