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碳化硅制品的生產工藝、特性和用途
發布時間：2017/11/24 16:52:10 點擊率： 來源:艾米 作者：榮盛耐材碳化物的特性和基本合成方法
碳化物材料熔點（升華）高，大都在3000℃以上，如TiC熔點3107℃，ZrC熔點3530℃。在較高溫度下，碳化物會氧化，但多數的抗氧化能力仍高于較高熔點的金屬，也高于石墨和碳。多數碳化物硬度高，有良好的導電和導熱性。部分碳化物性能見表8-6。碳化物基本合成方法有：金屬與碳粉直接化合法；碳還原法（金屬氧化物與碳反應）；金屬與含碳氣體反應。
碳化硅制品如何制造？
生產碳化硅制品，先要有碳化硅原料。碳化硅的工業生產方法是將石英砂（56%）、煤焦（35%）、鋸末（7%）和食鹽（2%）混合在一起，在電阻爐中加熱到2200℃左右，食鹽的作用是除去石英砂和煤焦中的雜質，而鋸末的作用是產生氣孔，使生成的氣體容易逸出。電爐中間用石墨或碳顆粒堆積成柱狀電阻發熱體，所配原料緊密填充在發熱體四周。燒成的塊狀晶體經破碎，酸、堿洗滌，然后磁選去除微量的鐵，干燥即得碳化硅原料。
碳化硅制品的生產工藝、特性和用途
碳化硅制品可用反應燒結法制造。將粒度配比合適的α-SiC粉與膠體石墨在瓷球磨筒中均勻混合20h，加入結合劑羧甲基纖維素或聚乙烯醇的酒精溶液，在鋼模中成型，壓力為50〜70MPa。
素坯先于40℃下緩慢干燥，再于100℃干燥，然后進行燒結。在大氣壓力下碳管爐內，硅粉裝在石墨坩堝內，以產生硅蒸氣。硅粉顆粒為4.7〜1.0mm，硅化溫度在2000℃以上。如果在66.6Pa的真空爐中，硅粉需放入氮化硼坩堝里，硅化溫度在1500〜1600℃。由于蒸發而附著在制品表面的硅可用熱的氫氧化鈉處理除去，即制得碳化硅制品。
碳化硅的特性和用途
碳化硅熔點高、比重低、莫氏硬度9.2，強度較高，熱震穩定性較好，不溶于水和酸，但能溶解在熔融堿中。碳化硅在800〜1140℃之間的抗氧化能力差，因為此時生成的氧化膜（SiO2）較疏松，起不到充分保護作用。當溫度升高，達到1550℃時，其抗氧化性能變好。
碳化硅可用于制造磨料、磨具；用于制造硅碳棒、硅碳管等電阻發熱元件；用于制造噴氣飛機、燃氣輪機、火箭發動機尾噴管等，用于制造熔融金屬輸送管道、過濾器、坩堝等；更重要的是用于制造特種耐火材料制品，使用在侵蝕、磨損嚴重的部位。
碳化物材料熔點（升華）高，大都在3000℃以上，如TiC熔點3107℃，ZrC熔點3530℃。在較高溫度下，碳化物會氧化，但多數的抗氧化能力仍高于較高熔點的金屬，也高于石墨和碳。多數碳化物硬度高，有良好的導電和導熱性。部分碳化物性能見表8-6。碳化物基本合成方法有：金屬與碳粉直接化合法；碳還原法（金屬氧化物與碳反應）；金屬與含碳氣體反應。
碳化硅制品如何制造？
生產碳化硅制品，先要有碳化硅原料。碳化硅的工業生產方法是將石英砂（56%）、煤焦（35%）、鋸末（7%）和食鹽（2%）混合在一起，在電阻爐中加熱到2200℃左右，食鹽的作用是除去石英砂和煤焦中的雜質，而鋸末的作用是產生氣孔，使生成的氣體容易逸出。電爐中間用石墨或碳顆粒堆積成柱狀電阻發熱體，所配原料緊密填充在發熱體四周。燒成的塊狀晶體經破碎，酸、堿洗滌，然后磁選去除微量的鐵，干燥即得碳化硅原料。
碳化硅制品的生產工藝、特性和用途
碳化硅制品可用反應燒結法制造。將粒度配比合適的α-SiC粉與膠體石墨在瓷球磨筒中均勻混合20h，加入結合劑羧甲基纖維素或聚乙烯醇的酒精溶液，在鋼模中成型，壓力為50〜70MPa。
素坯先于40℃下緩慢干燥，再于100℃干燥，然后進行燒結。在大氣壓力下碳管爐內，硅粉裝在石墨坩堝內，以產生硅蒸氣。硅粉顆粒為4.7〜1.0mm，硅化溫度在2000℃以上。如果在66.6Pa的真空爐中，硅粉需放入氮化硼坩堝里，硅化溫度在1500〜1600℃。由于蒸發而附著在制品表面的硅可用熱的氫氧化鈉處理除去，即制得碳化硅制品。
碳化硅的特性和用途
碳化硅熔點高、比重低、莫氏硬度9.2，強度較高，熱震穩定性較好，不溶于水和酸，但能溶解在熔融堿中。碳化硅在800〜1140℃之間的抗氧化能力差，因為此時生成的氧化膜（SiO2）較疏松，起不到充分保護作用。當溫度升高，達到1550℃時，其抗氧化性能變好。
碳化硅可用于制造磨料、磨具；用于制造硅碳棒、硅碳管等電阻發熱元件；用于制造噴氣飛機、燃氣輪機、火箭發動機尾噴管等，用于制造熔融金屬輸送管道、過濾器、坩堝等；更重要的是用于制造特種耐火材料制品，使用在侵蝕、磨損嚴重的部位。
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