磨料陶瓷密(mi)度計 耐火材(cai)料 脫氧(yǎng)劑陶瓷密度(du)儀陶瓷比(bi)重檢測儀 碳(tan)化矽密度儀
碳化矽陶瓷
SiC溫力學(xue)性能,的抗彎強度、優良的耐腐蝕性(xing)、高的抗磨損(sun)以及低且高溫力學性(xing)能強度(dù)、抗蠕變性等(děng))是已中*的。石石(shi)油、化工、微電子、汽車航(háng)天航空造紙、礦業(ye)等工(gong)業領域獲得(dé)了廣泛的應用,所以了解是必要的。
SiC 陶瓷因其具有(yǒu)優良的高溫強度(du)、耐磨耐腐蝕性能(néng)以及🐕抗🍉熱震性而(er)得到越來越廣泛(fan)的應用。SiC 陶瓷在材料領域(yu)發揮着越來越重(zhong)要的作用。因此,SiC ,,降低(di)生産成本簡化生産工藝(yi),陶瓷産品(pǐn)的産。
一、發展(zhǎn)簡史
碳化矽(xi)(SiC)zui初的用途是作爲(wèi)磨具、磨料和耐火(huǒ)材料,後發展到作(zuò)爲🌈加熱元件——矽碳(tan)電阻棒的原料使(shi)用。直到20世紀中葉(yè),特别是70年代以後(hòu),SiC*的性能才被人們(men)逐漸認識。因爲它(ta)具有耐高溫、耐磨(mó)耗、耐⛷️腐蝕及高的(de)熱傳導率等特點(dian),被開發的用途越(yue)來越多,應用面越(yuè)來越廣,作爲一種(zhǒng)新型的精細陶瓷(ci)材料,受到了人們(men)極大的關注。日本(běn)對SiC的開發研究起(qi)步較⛷️晚,但取得的(de)成績十分突出,1985~1988年(nián)僅4年的時間就有(yǒu)74個企業拭芴? - 4 -
97%。莫氏硬(yìng)度爲9.2^。莫氏硬度(du)爲9.5,新莫(mò)氏硬度爲15。由于高質密産(chǎn)品比普通産品硬(yìng)度高、韌性好、抗壓(yā)強度大的📧優點,正(zhèng)逐漸被上許多國(guó)家和行業認可,在(zai)應用範圍上更加(jia)廣泛,發展前景更(gèng)加廣闊。正是由于(yú)高質密碳化矽優(yōu)于普通碳化矽的(de)特點,用途極爲廣(guǎng)泛,還有很大的市(shi)場潛力。目前美國(guo)*正在把🆚碳化矽應(yīng)用于許多先
進的軍用電子系(xi)統,例如(ru)*的高性能雷達系(xi)統等。
陶瓷密度計 陶瓷密度檢測儀(yi) 脫氧劑陶瓷密度儀
- 主要成(cheng)分
1.
碳化矽是一種人造材(cai)料,隻是在人工合(hé)成碳化矽後,,,分子量爲(wei)40. 07 ,質量百(bǎi)分組成爲29. 955 的碳,3. 163. 2 g^3
2.
純碳化(hua)矽是無色透明的(de)結晶工(gōng)業碳化矽有無色(sè)、淡黃色、淺綠色、深(shēn)綠色、淺藍色、深藍(lán)色乃至✂️黑色的,透明程度(du)依次降低。磨料行(hang)業把碳化矽按色(se)澤分爲黑色碳化(huà)矽和綠色碳化矽(xi)2 ,淺蘭色的至黑色(sè)的則歸入黑色碳(tàn)化矽類。黑色和綠(lü)色這2 ,綠色碳化矽(xi)較脆制(zhì)成的磨具富自銳(rui)性;黑碳(tan)化矽較韌,因此這2 種碳(tan)化矽的用途也就(jiu)有所不同。
3.碳化矽硬度
碳化矽的硬度(dù)相當高,僅次于幾種超硬(ying)材料,高(gāo)于剛玉而名列普(pu)通磨料的*,9. 2 ,克(kè)氏顯微硬度爲2 200負荷。,但仍比剛玉的(de)硬度大很多。綠色(sè)碳化矽和黑色碳(tàn)化矽⚽的硬度,不論在常溫(wēn)或是在高溫下都(dōu)基本相同沒有發現本質(zhi)上的差别;,
從理論上講(jiǎng)碳化矽(xī)均由四(sì)面體堆積而成,SiC有,如α- SiC、β3C - SiC、4H - SiC、等所有這些結(jie)構可分爲方晶系(xi)、六方晶系和菱形(xing)晶系,其(qi)中α- SiC、β- SiC zui爲常見。α- SiC β是低溫穩定(ding)型。β在℃可轉變爲α- SiC ,可在(zài)1450 ℃左右溫(wēn)度下由簡單(dan)的矽和碳混合物(wù)制得。利用透射電(dian)子顯微👈鏡和X- 射線衍射檢(jiǎn)測技術可對顯微體進行(háng)多型體分析和定(ding)量測定。爲了區别(bie)各種不同的結構(gou),需要有(you)相應的命名方法(fa)。命名方法常用的(de)是把低(di)溫類型的立方碳(tàn)化矽叫做β—SiC ,而其餘六方的(de)、菱形的晶胞結構(gou)一律稱爲α—。這種命名方法(fa)與相律慣例以及(ji)礦物學命名都不(bu)♊相符但(dan)因其很方便也就頗爲流(liú)行。
5.化學(xue)性質
SiO2 + 3C = SiC + 2CO
SiC陶瓷的方(fāng)法主要有無壓燒(shāo)結 、熱壓燒結(jié) 、熱等靜壓燒(shao)結 、反應燒結(jie)等。1是各種燒結方(fāng)法及物理性能
方法(fǎ) | 無壓 燒(shao)結 | 壓燒結 | 反應 燒結 | |
(g/ cm3 ) | 3.12 | 3.21 | 3.21 | 3.05 |
斷裂(lie)韌性( MPa ·m1/ 2) | 3.2 | 3.8 | 3.0 | |
抗彎強(qiáng)度(MPa) 1400 | ||||
410 | 650 | 610 | 300 | |
彈性模量 ( GPa | 410 | |||
4.7 | 4.5 | |||
熱導率· | 110 | 140 | ||
45 | 50 |
1:陶瓷的燒結方(fang)法及物理性能
常壓燒結被認(rèn)爲是,美國GE 公司通過在(zai)含微量氧含氧量小于高純度的(de)β - SiC , 在2000 ℃以上(shang)惰性氣(qì)氛中燒結,2020 ℃下(xià)成功得到密度高(gao)于98 %的碳(tàn)化矽燒結體。中科(ke)院上海矽酸鹽研(yan)究所采用選熔點較(jiao)低的YA G( Y3Al5O12 ) 在℃燒成了抗彎(wan)強度和斷裂韌性(xìng)分别爲707 和10. 7 爲燒結助劑,采用注漿(jiang)成型工藝1780 97 %的精細(xì)SiC 能滿足機械密封(feng)件,耐磨(mó)陶瓷的工業化生(shēng)産需要。但是到目(mu)前爲止對常壓燒結的SiC 研究還不(bú)是很透徹,有待于進一步(bù)深入。
熱壓燒(shāo)結,純SiC ,但需要高溫(大于2000 ) 及高(gāo)壓大于(yu)35MPa) 。國内外(wai)很多研究緻力于(yu)添加适當的燒結(jie)助劑以🚶♀️便🌈有㊙️效促(cù)進SiCNorton 公(gōng)司的研(yán)究了B、Ni 、Fe 、Cr SiC 緻密(mi)化的影響證明Al 和Fe 是促(cù)進SiC 熱壓(ya)燒結的添加劑。研究添加(jiā)Al2O3 對SiC ,SiC 通過(guò)液相溶解再沉澱(diàn)機理達到緻密。江(jiang)東亮等研究了以(yi)B4 C C 爲添加劑的(de)α熱(rè)壓燒結工藝,2050 SiC 陶瓷。
,得(dé)到較緻密和抗彎(wān)強度高的SiC ,很(hen)難制造形狀複雜(zá)的,
由于純很難通過常壓燒(shāo)結及熱壓燒結達(dá)到緻密,而加入添加劑會(hui)影響SiC 陶(tao)瓷的某些性能。爲(wei)了進一步解決上(shang)述矛盾,SiC ,,Dutta C ,1900 的燒結(jie)體,在壓力下,實現了無添加(jiā)劑的SiC 實驗(yàn)認爲當(dang)粉粒徑(jing)小于時(shi),通過HIP 燒結工藝(yì)無需任(rèn)何添加劑即可在℃得到緻密化SiC 陶瓷。中科(ke)院上矽所研究表(biǎo)明,HIP 燒結過程(cheng)中,Al2O3 可有(you)效促進SiC 陶瓷緻密化。SiC~5 %的時,采用HIP ,在1850 ℃和(he)壓力下(xià)燒結可(kě)得到相對密度的SiC 陶瓷。雖然(ran)熱等靜壓燒結能(neng)獲得形狀複雜且(qie)力學性能較好的(de)緻密SiC 制(zhì)品但是(shi)因燒結(jie)必須對素坯進行(háng)包封
-和石墨粉按一定(ding)比例混合壓成坯(pi)體,(1600 ℃~1700 ) 下使(shi)其與液态Si 接觸C 會與外部滲入(rù)的Si 發生(shēng)反應生(shēng)成β--相結合,過多的Si 填充于氣孔反應燒結1400 ℃以前基本上與(yu)含量無(wú)關,1400 Si ,強度驟降(jiang)。目前,典(diǎn)型的反應燒結SiC 制品主要(yào)有英國的Refel-SiC Carborundum 公司的KT-SiC生産工藝成(chéng)熟,生産的反應燒(shāo)結碳化矽密度大(dà)于3.02g/ cm3 ,市場前(qian)景良好。
陶瓷密度計(jì) 耐火材料 脫氧劑陶瓷比重檢(jiǎn)測儀
四、
1磨料(liào)耐
由于其超(chao)硬性能可制備成各種磨(mó)削用的砂輪、砂布(bu)、砂紙以及各類磨(mó)料,廣泛(fàn)應用于機械加工(gōng)行業。我國工業碳(tan)化矽主要作磨料(liào)用,黑色(se)碳化矽制成的磨(mo)具,多用(yong)于切割和研磨抗(kang)張強度低的材料(liào),如玻璃(lí)、陶瓷、石料和耐火(huǒ)物等,同(tóng)時也用于鑄鐵零(ling)件和有色金屬材(cái)料的磨削。綠色碳(tan)化矽👉制成的磨具(ju)多用于(yú)硬質合金、钛合金(jīn)、光學玻璃的磨削(xue)同時也(ye)用于缸套
,W3. 5 立方碳化矽微粉(fen)制成的油石對軸(zhóu)承材料(liao)ZGCrl5) ý 9 12 ,,
耐火材料
國外将碳化矽用(yong)作耐火材料的數(shù)量大于用作磨料(liao)。我國🌂亦在不斷擴(kuo)大這方面的應用(yong)根據國(guó)外廠商的習慣,3 : ①耐火材(cai)料黑碳化矽。這種(zhong)牌号的化學成分(fèn)要求與磨料用💃黑(hei)色碳化矽*相同,含碳化矽大(da)于,如馬弗(fú)爐爐襯材料等。這(zhe)些構件除利用碳(tàn)化矽的耐熱性、導(dao)熱性外,其碳化矽(xī)含量要求大于83 % ,
.
煉鋼時通常要使(shi)用矽鐵脫氧,,煉出的鋼質(zhì)量更好更經濟。因爲用碳(tàn)化矽脫氧時成渣少而且(qiě)很快,,,都能全部銷(xiao)售應用于生産而(er)無須回爐,産品綜合利用(yòng)率高,
.
利用碳化矽(xi)陶瓷的高硬、耐磨(mó)損、耐酸堿腐蝕性(xing)滑動軸(zhou)承、耐腐蝕的管道(dào)、閥片和風機葉片(piàn)。尤其是作✍️爲機械(xiè)密🌏封材料已被上(shàng)确認爲自金屬、氧(yang)化鋁👄、硬質合金以(yi)來第四代基本材(cái)料,它的(de)抗酸、抗堿性能與(yu)其它材料相比是(shi)極爲的,幾乎沒有一種材(cái)料可與之相比。利(lì)用碳化矽陶瓷🔆的(de)高熱導🈲性能用于冶金工(gōng)業窯爐中的高溫(wen)熱交換器等,1 300 ℃用碳化矽砂(shā)輥磨米,較之用其他砂輥(gun)可提高大米的質(zhi)量,出米(mǐ)率提高1 %~成本下(xia)降30 %~。用電鍍方法(fa)将碳化矽微粉塗(tu)敷于水輪機葉輪(lún)上,可以(yi)大大提高葉輪的(de)耐磨性能微粉(fen)壓入内燃機的汽(qì)缸壁上,可延長缸體使用(yòng)壽命達1 倍以上。使用碳化(hua)矽與硼砂的混合(he)物對45# 可(ke)使其滲硼層的硬(yìng)度達到克氏顯微(wei)硬度1 8002 000 2 ,從而使(shǐ)其使用壽命延長(zhǎng)數倍。用碳化矽制(zhì)成的托輥,,,,具有很好的耐磨(mó)性能用(yong)碳化矽材料制成(cheng)的缸套等耐磨件(jiàn)可廣泛用于石油(you)和化🐇工等行業機(jī)械還可(kě)作爲高溫熱機械(xie)用材料。碳化矽由(you)于具有良好🔞的高(gāo)溫💞特性被爲熱機械的(de)耐高溫部件諸如~噪聲明顯(xian)降低。
用途 | |||
石油工業(ye) | 耐(nài)磨耗熱 | ||
微電(diàn)子工業 | 大功(gōng)率散熱 | ||
汽車工業 | 高(gao)溫燃燒 |
| |
耐酸堿高溫氧(yǎng)化 | |||
| 發動(dòng)機部件 | ||
造紙業 | 設備部(bù)件 | ||
大功率、高溫 | 反射屏 | ||
高溫(wēn)研磨 | 耐磨 | ||
礦業(yè) | 耐(nai)磨 | ||
原子能(néng) | 含硼高溫水(shui) | 密封軸套 | 耐放射性 |
其他 | 拉絲磨具(ju) | 耐磨、耐腐蝕(shí) |
表2:碳化矽陶瓷的應(ying)用領域
5軍事方面
用碳化矽陶瓷(ci)與其他材料一起(qǐ)組成的燃燒室及(jí)噴嘴,已(yi)用于火箭技術中(zhōng)。碳化矽基複合材(cái)料制備的阿😍麗亞(yà)娜火箭尾噴管已(yi)成功應用。碳化矽(xī)密度居中,比Al2O3 輕(qing),價格比低得多,,,如(rú)用來制成高功率(lǜ)的激光反射鏡其(qí)性能優于銅質,CVD 與反應(ying)燒結的碳化矽輕(qīng)量化反射鏡已經(jing)在空間技術📞中大(dà)量使用。
6.電氣和電工
利用碳化矽陶瓷(cí)的高熱導性能[7 ] 。碳化矽發熱體是(shi)一種常用的加熱(rè)元件由(yóu)于它具有操作簡(jiǎn)單方便,使用壽命長,成爲發熱材料中(zhong)zui經久耐用且價廉(lián)物美的一種1 600 碳化矽(xī)的應用領域如表(biǎo)2
五、結語
碳(tàn)化矽陶瓷在許多(duo)工業領域中的應(yīng)用顯示了其優良(liang)的🔞性能,因而引起了人們(men)的普遍重視。在無(wu)機非金屬材料領(ling)域中碳🤟化矽陶瓷(cí)是一個很大的家(jiā)族因而它的(de)制作工藝複雜和(he)生産成本較昂貴(gui)。由此降低碳化矽(xi)陶瓷的燒成溫度(dù)和尋找新的廉價(jià)的生産工藝仍是(shi)材料工作者的研(yán)究重點,同時挖掘和開發(fā)碳化矽陶瓷(的所有優點造(zào)福于人類是我們(men)工作的首要任務(wu)。我們相信碳化矽(xī)陶瓷将有廣闊的(de)發展和應用前景(jǐng)。
陶瓷密度檢測儀(yi) 脫氧劑陶瓷比重檢測(cè)儀



