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SiC所具有的高導熱性、高強度、熱膨脹低、與爐渣難以反映等優(yōu)良特性被作為爐渣反應和高溫剝落嚴重部位耐火材料的主要原料使用。
隨著SiC加入量的增加其抗渣性能有一定的提高。SiC在高溫下的氧化是SiC質耐火材料損毀室溫主要原因,根據熱力學計算,SiC在高溫下氧化氣氛下的不穩(wěn)定是十分顯著的,然后它卻可以在1600℃的氧化氣氛下長期使用,著很大程度上是由于形成SiO2保護膜的結果。
一般來說,碳化硅耐火材料具有多方面的優(yōu)良性能,例如,在比較寬的溫度范圍內具有高的強度、高的抗熱震性、優(yōu)良的耐磨性能、高的熱導率、耐化學腐蝕性等。不過,也應看到,它的弱點是能力差,由此而造成高溫積脹大、變形等降低了使用壽命。
為了提高碳化硅耐火材料的性能,在結合劑方面做了不少的選擇工作。使用粘土(包括氧化物)結合,但并未能起到保護作用,碳化硅顆粒仍然受到氧化和侵蝕。50年代末,選擇用氮化硅(Si3N4)結合,作為碳化硅耐火材料的改進產品,確實具有很好的性(見圖1),且無顯著的膨脹現象。但是價格較貴;加之在反復加熱冷卻時有突然破壞的可能;而氮化硅本身的網絡結構帶有滲透性,不能從根本上保護碳化硅不被氧化。60年代初,又出現了用氧氮化硅(Si2ON2)結合的碳化硅耐火材料,比之氮化硅結合具有更好的性能,因為氧氮化硅粘附于碳化硅表面的氧化硅薄膜,并與其反應形成和碳化硅牢固結合的連續(xù)保護膜。同時,這種材料的價格適當,相當于用氧化物結合的碳化硅材料。
碳化硅陶瓷
碳化硅陶瓷在石油、化工、微電子、汽車、航天、航空、造紙、激光、礦業(yè)及原子能等工業(yè)領域獲得了廣泛的應用。下面為大家來介紹一下碳化硅陶瓷的良好導熱性能。
碳化硅陶瓷的良好導熱性能 陶瓷的優(yōu)異性能與其獨特結構密切相關。SiC是共價鍵很強的化合物,SiC中Si-C鍵的離子性僅12%左右。因此,SiC強度高、彈性模量大,具有優(yōu)良的耐磨損性能。純SiC不會被HCl、HNO3、H2SO4和HF等酸溶液以及NaOH等堿溶液侵蝕。在空氣中加熱時易發(fā)生氧化,但氧化時表面形成的SiO2會抑制氧的進一步擴散,故氧化速率并不高。在電性能方面,SiC具有半導體性,少量雜質的引入會表現出良好的導電性。此外,SiC還有優(yōu)良的導熱性。