碳化硅, 一种化学式为SiC的无机物, 由石英砂制成, 石油焦 (或煤焦), 木屑 (加盐生成绿色碳化硅), 以及在电阻炉中高温冶炼的其他原材料. 碳化硅在自然界中也作为一种稀有矿物存在, 莫桑石. 其中C, 否, B等非氧化物高科技耐火原料, 碳化硅是应用最广泛、最经济的一种, 可以称为金钢砂或耐火砂. 工业生产的碳化硅分为黑碳化硅和绿碳化硅两种, 均为六方晶体, 的比重 3.20 ~ 3.25, 的显微硬度 2840 ~ 3320公斤/平方毫米.

碳化硅的历史

碳化硅是美国人艾奇逊于 1891 当电熔金刚石实验, 在实验室偶然发现了碳化物, 然后被误认为是钻石的混合物, 如此命名金刚烷, 1893 艾奇逊研究出工业冶炼碳化硅的方法, 通常被称为艾奇逊炉, 一直沿用至今, 电阻炉芯体碳材料, 电加热石英SiO2和碳的混合物生产碳化硅.

碳化硅的分类

碳化硅常见的基本品种有两种, 黑碳化硅 和 绿碳化硅, 都是 alpha-SiC.

黑碳化硅

黑碳化硅含有约 95% 碳化硅, 韧性高于绿碳化硅, 多用于加工抗拉强度低的材料, 如玻璃, 陶瓷, 石头, 耐火材料, 铸铁和有色金属.

绿碳化硅

绿碳化硅含有约 97% 碳化硅以上, 自锐性好, 主要用于加工硬质合金, 钛合金和光学玻璃, 也用于珩磨缸套和精磨高速钢工具. 此外, 还有立方碳化硅, 经特殊工艺制成的黄绿色晶体, 用于制造适用于轴承超精加工的磨料, 可使表面粗糙度从Ra32~ 0.16 微米至Ra0.04～ 0.02 微米一次.

碳化硅材料结构

纯碳化硅是一种无色透明的晶体. 工业碳化硅呈淡黄色, 绿色的, 蓝色甚至黑色取决于它所含杂质的类型和含量, 其透明度随其纯度而变化. 碳化硅的晶体结构分为α-SiC, 这是六边形或菱形, 和β-SiC, 这是立方的 (称为立方碳化硅). 由于其晶体结构中碳原子和硅原子的不同堆叠顺序，α-SiC 由许多不同的变体组成, 超过 70 已发现类型. β-SiC在2100℃及以上转变为α-SiC. 精制. 精制碳化硅块破碎, 用酸和碱洗, 磁选和筛分或水选以制造各种粒度的产品.

碳化硅制造工艺

由于其天然含量低, 碳化硅 大部分是人为的. 常用的方法是将石英砂与焦炭混合, 使用其中的二氧化硅和石油焦, 加入盐和木屑, 将其放入电炉中, 将其加热到约2000°C的高温, 再经过各种化学过程得到碳化硅粉末.

碳化硅应用

碳化硅有四大主要应用领域, 即: 功能陶瓷, 高级耐火材料, 磨料 和 冶金原料.

磨具

主要用于制作砂轮, 砂纸, 砂带, 油石, 研磨块, 磨头, 研磨膏和用于单晶硅的研磨和抛光, 光伏产品中的多晶硅和电子行业中的压电晶体, ETC.

防火材料

使用耐腐蚀的碳化硅, 耐高温, 高强度, 良好的导热性, 耐冲击等特性, 碳化硅一方面可用于各种冶炼炉的炉衬, 高温窑炉部件, 碳化硅板, 衬垫, 支撑件, 匣钵, 碳化硅坩埚, ETC。.
另一方面, 可用于有色金属冶炼行业的高温间接加热物料, 如立式罐式蒸馏炉, 蒸馏炉塔板, 铝电解槽, 熔铜炉内衬, 电弧板锌粉炉, 热电偶保护管, ETC。; 它是用来做耐磨的, 耐腐蚀, 耐高温等先进碳化硅陶瓷材料; 它还可以制作火箭喷嘴, 燃气轮机叶片, ETC. 此外, 碳化硅也是高速公路的理想材料之一, 航天跑道, 太阳能热水器, ETC.

冶金选矿

碳化硅的硬度仅次于金刚石, 具有很强的耐磨性, 是耐磨管道的理想材料, 叶轮, 泵室, 气旋, 料斗衬里, 它的耐磨性是 5-20 铸铁的几倍. 它的耐磨性是 5-20 是铸铁和橡胶的几倍, 也是航空跑道的理想材料之一.

功能陶瓷

SiC陶瓷不仅具有优异的室温力学性能, 例如高抗弯强度, 优异的抗氧化性, 良好的耐腐蚀性, 高耐磨性和低摩擦系数, 还有高温机械性能 (力量, 抗蠕变性, ETC。) 广泛应用于各种陶瓷材料.

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