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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。綠碳化硅含SiC約97%以上,自銳性好,大多用于加工硬質(zhì)合金、鈦合金和光學(xué)玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速具。
利用碳化硅具有耐腐蝕、耐高溫、強度大、導(dǎo)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(gòu)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(yè)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(nèi)襯、爐用弧型板、熱電偶保護(hù)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?xì)廨啓C葉片等。
碳化硅在鑄造生產(chǎn)上的使用已經(jīng)比較多了,根據(jù)大家使用的情況來看,效果是比較好的,特別是熔煉中,增加石墨核心,提高球鐵的石墨球數(shù),改善灰鐵的石墨形態(tài)都非常有益。碳化硅的使用在國外比較廣泛,不管是電爐還是沖天爐,都加入此種物質(zhì)。
由于碳化硅的熔點很高,在2700度左右,那么在我們普通鑄造生產(chǎn)的爐子里面,不可能有這么高的溫度,所以說,在我們鑄造熔煉溫度下,碳化硅的溶解時熔融狀態(tài)逐漸分解的,擴散的,比較慢,所以在爐內(nèi)加入碳化硅的時間應(yīng)該比其他合金早一些,一般在爐料熔煉到爐內(nèi)三分之一到一半時加入,讓其有充分的溫度,時間條件去分解。
碳化硅的使用?
高溫下的碳化硅材料合成材料有包括碳化硅電極、碳化硅模具和碳化硅制品三種,這三種材料中的碳化硅在高溫下,碳化硅很容易發(fā)生氧化燃燒反應(yīng),造成材料表面膠碳層氣孔率增加和結(jié)構(gòu)疏松,影響使用壽命。碳化硅電極因高溫電弧會發(fā)生部分升華氧化,會造成碳化硅制品的不斷消耗,甚至發(fā)生斷裂、破損。而碳化硅制品損耗率會達(dá)到40—60%。
碳化硅基功率開關(guān)由于具有較低的開啟態(tài)電阻,并且能應(yīng)用于高壓、高溫、高頻場合,是硅基器件的理想替代者,如果使用碳化硅功率模塊,與使用硅功率電源裝置相比,由開關(guān)損失引起的功率損耗可降低5倍以上,對未來電網(wǎng)形態(tài)和能源戰(zhàn)略調(diào)整將產(chǎn)生重大影響,其體積與重量減小40%以上。
碳化硅功率器件針對太陽能逆變器、不間斷電源設(shè)備以及風(fēng)能電機驅(qū)動器等大功率模組件的應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計,以更小尺寸、更低物料成本以及更高的效率。碳化硅器件規(guī)模應(yīng)用于固態(tài)斷路器、換流閥、有源濾波等已有裝備為實現(xiàn)智能電網(wǎng)、加速我國能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型提供核心元器件及關(guān)鍵裝備等支撐。