碳化硅(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅是在大自然存在罕见的矿物莫桑石;碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中,碳化硅为应用 广泛、 经济的一种,可以称为金钢砂或耐火砂。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.203.25,显微硬度为28403320kg/mm2。
黑 碳 化 硅 |
粒度范围 |
SIC( ) |
游离碳C( ) |
Fe203( ) |
12#-90# |
98.5 |
0.2 |
0.6 |
|
100#-180# |
98 |
0.3 |
0.8 |
|
220#-240# |
97 |
0.3 |
1.2 |
|
绿 碳 化 硅 |
20#-90# |
99 |
0.2 |
0.2 |
80#-100# |
98.5 |
0.25 |
0.2 |
|
220#-240# |
97.5 |
0.25 |
0.7 |
|
W63-W20 |
97 |
0.3 |
0.7 |
|
W14-W10 |
95.5 |
0.3 |
0.7 |
|
W7-W5 |
94 |
0.3 |
0.7 |
元丰碳化硅具有化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性。用碳化硅制成的高级耐火材料,耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好。
绿碳化硅呈绿色或蓝绿色,呈半透明状,六方晶形,硬度高,切削能力较强,化学性质稳定,导热性好;纯度高、性脆,用它制成的磨具,适于加工硬度高、脆性大的材料;广泛用于消磨铜、铝、宝石、光学玻璃、陶瓷等硬合金、金属及硬而脆的非金属材料;微粉还可以用作陶瓷材料等。
黑色碳化硅呈黑色或蓝黑色,硬度要比玻璃硬的多,能当玻璃刀使用。绿碳化硅制造方法同黑色碳化硅,但采用的原材料纯度要求较高,也在电阻炉中2200°C左右的高温下形成,其Sic含量较黑色为高,物理性能与黑色碳化硅相近,但性能略较黑色为脆,也具有较好的导热性与半导体特性。黑碳化硅韧性比绿碳化硅好,绿碳化硅切削性能比黑碳化硅好,而且绿硅纯度比黑硅高。大多用于加工抗张强度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。
1、磨料切割工具:由于碳化硅的耐用性和低成本,在现代宝石加工中作为常用磨料使用。碳化硅凭借其硬度使它在制造业中诸如砂轮切割、搪磨、水刀切割和喷砂等磨削加工过程中,将碳化硅粒子层压在纸上就能制成砂纸和滑板的握带。还可用于用于制作砂轮、砂纸、砂带、油石、磨块、磨头、研磨膏等。
2、结构材料:碳化硅材料可用于制造复合装甲(比如乔巴姆装甲)和防弹背心中的陶瓷板。
3、天文学:碳化硅具备的低热膨胀系数、高的硬度、刚性和热导率使其能够作为天文望远镜的镜面材料。通过化学气相沉积制造的直径达3.5米和2.7米的多晶碳化硅圆盘已被分别安装在赫歇尔空间天文台和同温层红外线天文台等几个大型天文望远镜上。
4、催化剂载体:碳化硅本身的抗氧化性质和立方β-SiC所具有的大比表面积使其可作为非均相催化剂的载体。通过稻壳炭化合成的β-SiC已被用于作为非均相催化剂的载体应用于催化诸如正 氧化生成顺丁烯二酸酐这类烃类的氧化反应。
5、磨料磨具: 主要用于制作砂轮、砂纸、砂带、油石、磨块、磨头、研磨膏及光伏产品中单晶硅、多晶硅和电子行业的压电晶体等方面的研磨、抛光等。
6、 化工:可用做炼钢的脱氧剂和铸铁组织的改良剂,可用做制造四氯化硅的原料,是硅树脂工业的主要原料。碳化硅脱氧剂是一种新型的强复合脱氧剂,取代了传统的 碳粉进行脱氧,和原工艺相比各项理化性能更加稳定,脱氧效果好,使脱氧时间缩短,节约能源,提高炼钢效率,提高钢的质量,降低原辅材料消耗,减少环境污染,改善劳动条件,提高电炉的综合经济效益都具有重要价值。
7、节能:利用良好的导热和热稳定性,作热交换器,燃耗减少20,节约燃料35,使生产率提高20-30,特别是矿山选厂用排放输送管道的内放,其耐磨程度是普通耐磨材料的6--7倍。
8、耐材:利用碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性,碳化硅一方面可用于各种冶炼炉衬、高温炉窑构件、碳化硅板、衬板、支撑件、匣钵、碳化硅坩埚等。另一方面可用于有色金属冶炼工业的高温间接加热材料,如竖罐蒸馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、铜熔化炉内衬、 炉用弧型板、热电偶保护管等;用于制作耐磨、耐蚀、耐高温等高级碳化硅陶瓷材料。
登封市元丰磨料耐材厂
地 址:中国河南省登封市卢店镇张家门村
经 理:刘晓平
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