黑碳化硅纯度降低的原因分析
纯度的高低决定了黑碳化硅品质的好坏,而冶炼出的原块纯度黑碳化硅在98.4%,而加工的不同筛分与剔除物料中多余的铁、碳含量,以保证物料品质。由于在加工高目数的过程目数越高而纯度越低:是因为在加工600目以上之后,物料在微米级下提纯工艺不能达到,且生产成本增加、而吨消耗100-200公斤左右。而提高的能力有限所以在不影响品质情况下,生产下性价比较好的碳化硅微粉才是市场所需。
例如黑碳化硅在号砂的情况下,纯度和原块纯度不会有太高出入。而再往高目数加工颗粒以微米形态呈现,由加工设备,破碎介质的影响纯度则会有所降低。所以高目数下纯度的降低在所难免。
黑碳化硅目前在很多范围内得到了较大的应用,由于所用规格不一样,所以纯度高低的应用也不同,但都具备了良好的性能。
黑碳化硅微粉好坏的判断
黑碳化硅微粉在生产制造过程中,杂质越少,质量越好,由于工艺不同于其他生产工艺,所以判断好坏需要从多方面来进行。
黑碳化硅微粉的制造与生产不同于其他物料的制粉作业,主要是因为在加工的过程当中制粉的同时并要保证物料的粒形度。而粒形度在喷砂、打磨、抛光等行业当中有一定的行业要求、所以需要在保证产品目数的同时还不能破碎其粒形的圆形度,再者就是产品的粉尘与灰分的多少,也是微粉质量好坏的区别。
那么我们就先了解一下黑碳化硅微粉与灰分区分,因为加工设备在开号时根据不同的型号筛分,例如325目黑碳化硅微粉,在筛分过程当中大于或小于325目的产品是不可能混入。无论是风选还是筛分都不可能混入一定比例的产品。
所以有些客户在打磨方面或者抛光方面会出现大量的碳化,或者使用耐磨不持久。而产品灰分大也就是大于325目的碳化硅就属于混入产品,而PVA砂轮在使用过程当中耐酸度实验中会有大量泡沫的出现。这也就是在成品制造过程当中问题的所在。
使用的黑碳化硅微粉质量越好,所加工的工件越形状误差越小,有效的减少了加工时间,省时省力。
黑碳化硅的制作工艺
黑碳化硅(SiC)因其很大的硬度而成为一种重要的磨料,但其应用范围却超过一般的磨料。例如,它所具有的耐高温性、导热性而成为隧道窑或梭式窑的窑具材料之一,它所具有的导电性使其成为一种重要的电加热元件等。
制备SiC制品首先要制备SiC冶炼块[或称:SiC颗粒料,因含有C且超硬,因此SiC颗粒料曾被称为:金刚砂。但要注意:它与天然金刚砂(也称:石榴子石)的成分不同。在工业生产中,SiC冶炼块通常以石英、石油焦等为原料,辅助回收料、乏料,经过粉磨等工序调配成为配比合理与粒度合适的炉料(为了调节炉料的透气性需要加入适量的木屑,制备绿黑碳化硅时还要添加适量)经高温制备而成。
高温制备SiC冶炼块的热工设备是专用的黑碳化硅电炉,其结构由炉底、内面镶有电极的端墙、可卸式侧墙、炉心体(全称为:电炉中心的通电发热体,一般用石墨粉或石油焦炭按一定的形状与尺寸安装在炉料中心,一般为圆形或矩形。其两端与电极相连)等组成。
该电炉所用的烧成方法俗称:埋粉烧成。它一通电即为加热开始,炉心体温度约2500℃,甚至更高(2600~2700℃),炉料达到1450℃时开始合成SiC(但SiC主要是在≥1800℃时形成),且放出co。然而,≥2600℃时SiC会分解,但分解出的si又会与炉料中的C生成SiC。每组电炉配备一组变压器,但生产时只对单一电炉供电,以便根据电负荷特性调节电压来基本上保持恒功率,大功率电炉要加热约24 h,停电后生成SiC的反应基本结束,再经过一段时间的冷却就可以拆除侧墙,然后逐步取出炉料。
制备黑碳化硅主要是通过在高温条件下冶炼石英、石焦油的方法进行,因此对温度的需求较高,如果温度达不到需求就会产生杂质,所以企业要熟练掌握这一技术。
黑碳化硅导热性的影响因素
黑碳化硅的导热性能反应了热量传递的速度,在很多情况下需要用到,因此是企业在购买过程中比较看重的一项参数,但是它并不是一成不变的,会随着使用时周围环境的改变而改变。
(1)结合黑碳化硅制品含sic愈高其热传导性愈好;
(2)成型压力大及高密度制品热传导性良好;
(3)烧成温度自1300℃提高到1500℃并在中性或弱还原性火焰烧制的黑碳化硅制品,导热性约可提高18~30%;
(4)碳化硅制品的导热系数随温度上升而降低。
黑碳化硅的导热性能受到纯度、温度以及生产工艺等一系列因素的影响,企业在购买过程中,可以结合自己对性能的实际需求,挑选合适的产品,这样才能提高使用效率。
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