碳化硅(碳化硅的性能及用途)
碳化硅的用途和用量
碳化硅是由硅与碳元素以共价键结合的非金属碳化物,硬度仅次于金刚石和碳化硼。无色晶体,外表氧化或含杂质时呈蓝黑色。具有金刚石结构的碳化硅变体俗称金刚砂。金刚砂的硬度挨近金刚石,热安稳型好,对氢氟酸水溶液和浓硫酸安稳,对浓氢氟酸与硝酸的混合酸或磷酸则不安稳。在空气氛中被熔融的碱分化。它分为人工合成碳化硅和天然碳化硅。
碳化硅的主要用途:
1、化工用途--因为碳化硅可在溶融钢水中分解并和钢水中的离氧、金属氧化物反应生成一氧化碳和含硅炉渣。所以它可作为冶炼钢铁的净化剂,即用作炼钢的脱氧剂和铸铁组织改良剂。这一般使用低纯度的碳化硅,以降低成本。同时还可以作为制造四氯化硅的原料。
2、电工用途--用作加热元件、非线性电阻元件和高半导体材料。加热元件如硅碳棒(适用于1100~1500℃工作的各种电炉),非线性电阻元件,各式的避雷阀片。
3、磨料--主要是因为碳化硅具有很高的硬度,化学稳定性和一定的韧性,所以碳化硅能用于制造固结磨具、涂附磨具和自由研磨,从而来加工玻璃、陶瓷、石材、铸铁及某些非铁金属、硬质合金、钛合金、高速钢刀具和砂轮等。
4、耐火材料和耐腐蚀材料---主要是因为碳化硅具有高熔点(分解度)、化学惰性和抗热振性,所以碳化硅能用于磨具、陶瓷制品烧成窑炉中用的棚板和匣钵、炼锌工业竖缸蒸馏炉用的碳化硅砖、铝电解槽衬、坩锅、小件炉材等多种碳化硅陶瓷制品。
5、其它配制成远红外辐射涂料或制成碳化硅硅板用远红外辐射干燥器中。
碳化硅到底是什么,有什么作用
等静压是成型方式,反应烧结碳化硅也可以用等静压成型,并不冲突。
反应烧结主要是在坯体中加入过量碳,再在烧结过程中利用毛细作用渗硅,成品可以看作大大小小的碳化硅块通过硅粘接到一起。用氢氟酸去腐蚀,可以在一段时间的腐蚀后散架。
而等静压成型是压制成型的一种特殊方式,利用液体传压原理,从各个方向对素坯加压,提高坯体致密度,使得坯体密度提高,能有效减少烧结收缩,减轻甚至消除烧结开裂变形问题,也能有效提高烧结成品密度。你如果看过有关文献可以发现,素坯密度和成品致密度基本上是正相关的。而成品致密度是其力学性能良好的基础。相对于传统的模压成型,等静压生产效率和成本较为劣势,但质量占优,且等静压用橡皮模具之类的软模具,和传统模压的钢模相比各有适用范围。
陶瓷材料成品性能跟工艺相关,有需要建议去找厂家要具体参数。但氧化锆和碳化硅陶瓷比较大的性能区别有,耐高温性能碳化硅占优,亲水性碳化硅占优(润湿角小),耐酸碱性能碳化硅占优(除表面氧化层外仅氢氟酸有效,且腐蚀速度极慢),导热性碳化硅好,对成品重量有要求的话碳化硅密度低质轻。
最后氧化物陶瓷相对于非氧化物陶瓷最显著的就是烧结成本低,非氧化物陶瓷需要气氛烧结防止氧化,通常用氩气,氩气并不便宜。氧化物陶瓷空气气氛就行。氧化锆烧结温度一千五百左右。碳化硅反应烧结一千七,无压烧结两千一百五,重结晶两千四。
碳化硅制品可以分为很多类,根据不同的使用环境,分为不同的种类。一般使用到机械上比较多。例如使用到机械密封件上,可以称为碳化硅密封环,可以分为静环、动环、平环等。也可以根据客户的特别要求,制作出各种形状的碳化硅制品,例如碳化硅异形件,碳化硅板,碳化硅环等。
碳化硅的制品之一的碳化硅陶瓷具有的高硬度、高耐腐蚀性以及较高的高温强度等特点,这使得碳化硅陶瓷得到了广泛的应用。
在应用在密封环上:碳化硅陶瓷的耐化学腐蚀性好、强度高、硬度高,耐磨性能好、摩擦系数小,且耐高温,因而是制造密封环的理想材料。它与石墨材料组合配对时,其摩擦系数比氧化铝陶瓷和硬质合金小,因而可用于高PV值,特别是输送强酸、强碱的工况中使用。我公司生产的SIC-1型碳化硅常压烧结制品,具有密度高、硬度高、生产批量大、可生产复杂形状制品的特点,适用于高性能的密封件中使用,特别是高 PV 值及耐强酸、强碱的工况。而我公司生产的SIC-3型碳化硅陶瓷制品是含石墨的碳化硅材料。由于在碳化硅基体中含有大量的弥散细小的石墨颗粒,与其它材料配对使用时,其摩擦系数非常小,具有良好的自润滑性能,特别适用于制作气密封或有干摩擦工况的密封件中使用,从而使密封件的使用寿命及工作的可靠性提高。