自美国人阿奇逊在1891年偶然发现碳化硅材料以来,碳化硅已成为人们广为利用的非氧化物陶瓷材料,那么碳化硅陶瓷产品的特点有哪些?同时它的应用领域又有哪些?本文将一一带给大家:
碳化硅陶瓷的特点有哪些?
碳化硅陶瓷化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好;除作磨料用外,还有很多其他用途,例如:
1)以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁,可提高其耐磨性而延长使用寿命1~2倍;
2)用以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;
3)低品级碳化硅陶瓷(含SiC约85%)是极好的脱氧剂,用它可加快炼钢速度,并便于控制化学成分,提高钢的质量;
4)此外,碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。
碳化硅陶瓷配件的硬度很大,莫氏硬度为9.5级,仅次于世界上最硬的金刚石(10级),具有优良的导热性能,是一种半导体,高温时能抗氧化。
碳化硅至少有70种结晶型态:
α-碳化硅为最常见的一种同质异晶物,在高于2000 °C高温下形成,具有六角晶系结晶构造(似纤维锌矿)。
β-碳化硅,立方晶系结构,与钻石相似,则在低于2000 °C生成,结构如页面附图所示。虽然在异相触媒担体的应用上,因其具有比α型态更高之单位表面积而引人注目,而另一种碳化硅;
μ-碳化硅最为稳定,且碰撞时有较为悦耳的声音,但直至今日,这两种型态尚未有商业上之应用。
因其3.2g/cm的比重及较高的升华温度(约2700 °C),碳化硅陶瓷很适合做为轴承或高温炉之原料物件。在任何已能达到的压力下,它都不会熔化,且具有相当低的化学活性。由于其高热导性、高崩溃电场强度及高最大电流密度,在半导体高功率元件的应用上,不少人试着用它来取代硅。此外,它与微波辐射有很强的耦合作用,并其所有之高升华点,使其可实际应用于加热金属。
碳化硅陶瓷的应用有哪些?
1、工业窑炉窑具:各种日用瓷、卫生瓷、建筑瓷、轻工、建材、电子等行业大量使用各种工业窑炉,采用不同材质碳化硅陶瓷窑具的组合,可以大幅度减少窑具重量及其所占据的空间,提高能量利用率,减轻工人劳动强度;
2、化工、冶金金属:碳化硅陶瓷所具有的导电性使其成为一种重要的电加热元件等。中国有碳化硅冶炼企业到2012年已到200多家,年生产能力220多万吨(其中:绿碳化硅块120多万吨,黑碳化硅块约100万吨);中国碳化硅冶炼企业主要分布在甘肃、宁夏、青海、新疆、四川等地,约占总产能85%;
3、环保新能源:可用于环保设备的碳化硅陶瓷换热管,替代原来的不锈钢管,延长环保设备的使用寿命;
4、机械密封件:使用碳化硅陶瓷产品配件可改进性能,节约燃料,延长保修期,汽车工业对冷却系统提出了更高的要求;