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碳化硅含硅約70%,含碳30%,并有少量游離碳和硅。高純碳化硅一般含量在96%以上,做磨具磨料用,有黑色,綠色等顏色的區(qū)分,普通碳化硅在80%以下,多顯綠色和其他色。鑄造用碳化硅盡量在90%左右,一是高純料,硬度高,熔點也高,低純料可能雜質太多。還有一種再生碳化硅,較便宜,是用碳化硅回收的舊電器件加工而成。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。
在電爐里用料,盡量顆粒細一些,0.5-3毫米,這樣容易熔化,吸收,在沖天爐里使用,則塊度大一點,以免被強氣流沖出。高溫下,碳化硅分解成碳和硅離子,它們的化學特性是首先和氧反應,所以有減輕鐵水的氧化作用,后分別進入鐵水,首先成為石墨的結晶核心,大家都知道,碳和硅都有較強的孕育作用,所以它們對電爐和低碳硅鐵水的熔煉有很好的幫助??杉庸げA?、陶瓷、石材、鑄鐵及部分有色金屬、碳化物、鈦合金、高速鋼工具及砂輪。
在航天工業(yè)中,用碳化硅制造的燃氣濾片、燃燒室噴嘴已用于火箭技能中?,F(xiàn)已完成工業(yè)化出產的碳化硅纖維,是一種新式高強度、高模量資料,具有優(yōu)異的耐熱性和耐氧化性,與金屬、樹脂有杰出的相容性。使用溫度可達1200℃,高溫下強度堅持率可達80%以上。硫在鋼中多以硫化物的形式存在,對絕大多數(shù)鋼而言,硫[S]是有害元素。
在炭素工業(yè)中,碳化硅首要用來出產煉鐵高爐用磚,如石墨碳化硅、氮化硅結合的碳化硅磚等。在石墨電極出產中,碳化硅還用做耐氧化涂層電極的涂層耐火燒結料的配猜中,以添加涂層對溫度急劇改變的承受才能。在特種炭素資料生物炭的制造中,常以丙烷為氣體質料,經高溫熱解反響,在石墨基體上堆積生成含硅熱解炭涂層,以添加制品的硬度、強度和耐磨性。因此碳化硅可作為冶煉鋼鐵的凈化劑,即煉鋼的脫氧劑和鑄鐵的結構改進劑。
濕法粉化,這是通過使碳化硅廢料與流體粘合劑攪拌制造成符合制劑要求的成品或者為半成品顆粒。這種方法可增加顆粒的密度,使碳化硅廢料更容易被控制,流動性、可壓性、穩(wěn)定性、可濕性強,能夠做到顆粒無結塊,無泡沫,易于分散。
壓力成型法,這是通過將濕儲量相對較低的細粉碳化硅廢料既定在特定空間里,再施加外力壓緊制粒的一種方法。這種方法根據施加外力的物理系統(tǒng)的區(qū)別而又分為模壓法和擠壓法。這兩種方法各有優(yōu)缺點。
模壓法的優(yōu)點是可制造較大的團塊,制成的碳化硅廢料也有一定的機械強度,但缺點也很明顯,就是設備的適用范圍較小,有的碳化硅廢料不易脫模。
擠壓法是目前我國碳化硅廢料工業(yè)壓力成型法粉化中常用的方法,它的優(yōu)點是適應能力強、產量大、粒度均勻、顆粒強度好、成粒率高等。
碳化硅在航空領域的應用:
碳化硅制作成碳化硅纖維,碳化硅纖維主要用作耐高溫材料和增強材料,耐高溫材料包括熱屏蔽材料、耐高溫輸送帶、過濾高溫氣體或熔融金屬的濾布等。用做增強材料時,常與碳纖維或玻璃纖維合用,以增強金屬和陶瓷為主,如做成噴氣式飛機的剎車片、發(fā)動機葉片、著陸齒輪箱和機身結構材料等,還可用做體育用品,其短切纖維則可用做高溫爐材等。金剛砂的硬度挨近金剛石,熱安穩(wěn)性好,2127℃時由β-碳化硅轉變成α-碳化硅,α-碳化硅在2400℃依然安穩(wěn)。
碳化硅粗料已能大量供應,但是技術含量高的納米級碳化硅粉體的應用短時間不可能形成規(guī)模經濟。