碳化硅主要有四大应用领域,即:功能陶瓷、耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供应,能算高新技术产品,而技术含量较高 的纳米级碳化硅粉体的应用短时间不可能形成规模经济。
1、作为磨料,可用来做磨具,如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。
2、作为冶金脱氧剂和耐高温材料。
3、高纯度的单晶,可用于制造半导体、制造碳化硅纤维。
碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.20~3.25,显微硬度为2840~3320kg/mm2。
包括黑碳化硅和绿碳化硅,其中:绿碳化硅是以石油焦和硅石为主要原料作为添加剂,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。构成碳化硅的一些元素,直接溶解到钢水中,使得熔池中的氧、碳及其他非金属元素增加。常用的碳化硅磨料有两种不同的晶体,一种是绿碳化硅,含SiC 97%以上,主要用于磨硬质含金工具。另一种是黑碳化硅,有金属光泽,含SiC 95%以上,强度比绿碳化硅大,但硬度较低,主要用于磨铸铁和非金属材料。
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。在冶炼纯净钢等优质钢材时就必须高度重视和深入研究碳化硅与熔池中钢水之间的反应对钢质量造成的影响。炉芯周围装的是参加反应的炉料,外部则是保温料。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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