




天然的碳化硅即碳硅石,又称莫桑石)很少,工业上使用的碳化硅是一种人工合成的材料,俗称金刚砂。目前工业上所使用的碳化硅全部是人工合成产品。碳化硅是耐火材料领域常用的非氧化物耐火原料之一。以碳化硅为原料生产的粘土结合碳化硅、氧化物结合碳化硅、氮化硅结合碳化硅、重结晶碳化硅、反应烧结渗硅碳化硅等制品以及不定形耐火材料广泛应用于冶金工业的高炉、炼锌炉,陶瓷工业的窑具等。
碳化硅由于化学性能稳定、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,采购铸造用碳化硅,例如: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;用以制成的耐火材料,耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好。低品级碳化硅(含sic约85%)是脱氧剂,用它可加快炼钢速度,并便于控制化学成分,提高钢的。此外,碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。碳化硅的硬度很大,莫氏硬度为9.5级,具有导热性能。碳化硅至少有70种结晶型态。
α-碳化硅为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,铸造用碳化硅厂家,立方晶系结构,与钻石相似,则在低于2000 °c生成。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。因其3.2g/cm的比重及较高的升华温度(约2700 °c),碳化硅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,内蒙铸造用碳化硅,且具有相当低的化学活性。由于其高热导性、高崩溃电场强度及电流密度,在半导体高功率元件的应用上,铸造用碳化硅报价,不少人试着用它来取代硅[1]。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。纯碳化硅为无色,而工业生产之棕至黑色系由于含铁之不纯物。晶体上彩虹般的光泽则是因为其表面产生之二氧化硅保护层所致。
碳化硅的合成工艺
合成碳化硅所用的原料主要是以sio2为主成分的脉石英和石英砂,以及以c为主成分的石油焦,辅助原料有木屑和盐。
脉石英是一种火成岩,由酸性岩浆分异后发育于其它岩石的缝隙之中形成矿脉。矿脉厚度可达数十米,长度延绵至数百米。其中有些呈乳白色半透明的矿石是制造碳化硅的原料。石英砂包括河沙、海沙和湖沙,是一种沉积砂矿,由含石英的矿石经自然力破碎、冲击而成,其中成分、粒度适宜者就可以做为冶炼碳化硅的原料,目前此种原料应用更为普遍。
碳化硅有黑、绿两个品种。冶炼绿碳化硅时要求硅质原料中sio2的含量尽可能高,杂质含量尽可能低;而生产黑碳化硅时,硅质原料中的sio2含量可以稍低些。表1为对硅质原料的成分要求。硅质原料的粒度也是很重要的,一般可采用6#~20#混合粒度砂。粒度过粗会影响表面活性;过细则会降低炉料透气性。
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