碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种,都属α-SiC。碳化硅的用途十分广泛,如:冶金、机械、化工、建材、轻工、电子。①黑碳化硅含SiC约95%,其韧性高于绿碳化硅,大多用于加工抗张强度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。②绿碳化硅含SiC约97%以上,自锐性好,大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃,也用于珩磨汽缸套。此外还有立方碳化硅,它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体,用以制作的磨具适于轴承的超精加工,可使表面粗糙度从Ra32~0.16微米一次加工到Ra0.04~0.02微米。
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,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。包括黑碳化硅和绿碳化硅,其中:绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料作为添加剂,通过电阻炉高温冶炼而成。低品级碳化硅(含SiC约85%)是良好的脱氧剂,用它可加快炼钢速度,并便于控制化学成分,提高钢的质量。此外,碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。
碳化硅磨料通常以石英、石油焦炭为主要原料。它们在备料工序中经过机械加工,成为合适的粒度,然后按照化学计算,混合成为炉料。磨料调节炉料的透气性,在配炉料时要加适量的木屑。制炼绿碳化硅时,炉料中还要加适量的盐。
炉料装在间歇式电阻炉内。电阻炉两端是端墙,近中心处有石墨电极。炉芯体即连于两电极之间。炉芯周围装的是参加反应的炉料,外部则是保温料。受熔融钢水、炉渣、炉气以及兑入铁水和加入散料、废钢时的机械冲刷,使得碳化硅脱落并卷入钢溶液中,形成非金属夹杂。制炼时,电炉供电,炉芯体温度上升,达到2600~2700℃。电热通过炉芯表面传给炉料,使之逐渐加热,达到1450℃以上时,即发生化学反应,生成碳化硅,并逸出CO。
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