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碳化硅主要有四大應(yīng)用領(lǐng)域
應(yīng)用范圍
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。碳化硅粗料已能大量供應(yīng),不能算高新技術(shù)產(chǎn)品,而技術(shù)含量高 的納米級(jí)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)。
⑴作為磨料,可用來(lái)做磨具,如砂輪、油石、磨頭、砂瓦類等。
⑵作為冶金脫氧劑和耐高溫材料。
⑶高純度的單晶,可用于制造半導(dǎo)體、制造碳化硅纖維。
主要用途:用于3—12英寸單晶硅、多晶硅、鉀、石英晶體等線切割。太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、壓電晶體產(chǎn)業(yè)工程性加工材料。
用于半導(dǎo)體、避雷針、電路元件、高溫應(yīng)用、紫外光偵檢器、結(jié)構(gòu)材料、天文、碟剎、離合器、柴油微粒濾清器、細(xì)絲高溫計(jì)、陶瓷薄膜、裁切工具、加熱元件、、珠寶、鋼、護(hù)具、觸媒擔(dān)體等領(lǐng)域。
碳化硅與氧的結(jié)合才干硅比鐵強(qiáng)
碳化硅與氧的結(jié)合才干硅比鐵強(qiáng),在焊接時(shí)簡(jiǎn)略生成低熔點(diǎn)的硅酸鹽,添加熔渣和融化金屬的流動(dòng)性,引起噴濺現(xiàn)象,影響焊接質(zhì)量。用鋁脫氧時(shí)酌情加必定量的硅,能顯著前進(jìn)率的脫氧性。硅在鋼中正本就有必定的殘存,這是因?yàn)闊掕F煉鋼時(shí)作為質(zhì)料帶入的。在沸騰鋼中,硅約束在0.07%,有意參與時(shí),則在煉鋼時(shí)參與硅鐵合金。碳化硅作為耐火材料除了在黑色冶金及粉末冶金領(lǐng)域的運(yùn)用,還因?yàn)槠錈岱€(wěn)定性高,高溫強(qiáng)度高及導(dǎo)熱性的特性,確保了它在陶瓷和細(xì)瓷工藝中的有用運(yùn)用。因此高硅碳化硅(或硅質(zhì)合金)是鐵合金工業(yè)中生產(chǎn)低碳鐵合金時(shí)比較常用的一種還原劑。碳化硅的磨削性能 碳化硅主要用于磨削非金屬、有色金屬、鑄鐵和硬質(zhì)合金,對(duì)于高碳鋼、高速鋼的零件和刀具進(jìn)行精磨和刃磨,選用碳化硅材料也比較合適。隨著技術(shù)的提升許多廠家也開(kāi)始選用碳化硅材料。 黑碳化硅的應(yīng)用:切割、研磨脆性非金屬材料,例如玻璃、陶瓷、石料、耐火材料,磨削鑄鐵和一些有色金屬零件,可以選用黑碳化硅磨料。碳化硅 綠碳化硅磨料的應(yīng)用:硬質(zhì)合金、光學(xué)玻璃的磨削和研磨,缸套的研磨,都可以用碳化硅磨料。碳化硅常見(jiàn)的形態(tài)為顆粒型,根據(jù)顆粒的大小又分為多種不同的用途,那么它是如何進(jìn)行顆粒分級(jí)的呢? 沉降法分級(jí)。沉降法分級(jí)是利用碳化硅顆粒物料在靜止水中的沉降熟讀隨著碳化硅顆粒大小而變化的特點(diǎn),即碳化硅顆粒愈大,沉降速度也愈大。使碳化硅物料進(jìn)行分級(jí)。沉降法一般分為兩種,一種是階梯式,一種是單缸式。 溢流分級(jí)法。溢流分級(jí)是將碳化硅顆粒狀的物料置于上升流動(dòng)的流體介質(zhì)(一般介質(zhì)為水)中,當(dāng)水流的速度不同時(shí),便可“攜帶出”不同大小的顆粒的物料因此只要嚴(yán)格的控制水流的速度就可以控制溢出的碳化硅微粉的粒度,從而進(jìn)一步達(dá)到分級(jí)的目的,溢流分級(jí)又可分為,單擊溢流和階梯溢流。
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。5級(jí),僅次于金剛石,具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能,是一種半導(dǎo)體,高溫時(shí)能。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。在大多數(shù)情況下采用埋炭燒成。因遭到加工設(shè)備的約束粒形的形狀只能加工到近似六面棱形體、其間圓形、片狀、針形都是因?yàn)樵O(shè)備加工方式的不同所造成粒徑的不同。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。
碳化硅微粉主要用于在磨料行業(yè),對(duì)微粉的分級(jí)有特殊要求,微粉中不能有大顆粒出現(xiàn),所以為達(dá)國(guó)際和國(guó)內(nèi)產(chǎn)品要求,一般生產(chǎn)都采用JZF分級(jí)設(shè)備來(lái)進(jìn)行高精分級(jí)。
碳化硅微粉在磨料中高于剛玉而僅次于金剛石、立方氮化硼和碳化硼。密度一般認(rèn)為是克/毫米3,其碳化硅磨料的自然堆積密度在克/毫米3之間。
而碳化硅的成分劑組成主要是以石油焦和硅石為主要原料,添加作為添加劑,通過(guò)電阻爐高溫冶煉而成。2,威氏顯微硬度為3000--3300公斤/毫米,努普硬度為2670—2815公斤/毫米,顯微硬度3300千克每立方毫米。其硬度介于剛玉和金剛石之間,主要用于3-12英寸的單晶硅、多晶硅、鉀、石英晶體的線切割。是太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、壓電晶體產(chǎn)業(yè)的工程性加工材料。
碳化硅的分析檢測(cè)方法為:碳化硅中硅的含量決定碳化硅磨粉機(jī)的硬度,碳化硅的粒徑大小對(duì)線切割影響很大,但的是碳化硅的顆粒形狀。因?yàn)榫€切割時(shí)碳化硅為游離狀態(tài)切割顆粒的形狀變化對(duì)切割效率及切割質(zhì)量要重要影響。