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。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。把钢水中的含碳量氧化降低到所炼钢号的规格内,是炼钢的重要任务之一。
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;碳化硅对熔池中钢水的脱硫原理为:进入碳化硅液相隔离层中的硫离子通过液相向碳化硅内扩散,与碳化硅中的[CaO]颗粒反应,在[CaO]颗粒表面生成CaS层。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。
碳化硅是一种能够抵抗高温作用的固体材料,广泛应用于冶金工业。根据其化学性质和成份的不同,碳化硅通常可分为:酸性碳化硅(石英、硅砖);半酸性碳化硅(半硅砖);中性碳化硅(铬砖、粘土砖、高铝砖);节能方面的应用:利用良好的导热和热稳定性,作热交换器,燃耗减少20%,节约燃料35%,使生产率提高20-30%。碱性碳化硅(镁砖、铬镁砖、镁铝砖、白云石砖、镁砂、白云石及镁质耐火泥)等。
碱性碳化硅由于具有耐火度高、热稳定性好、抗渣性好等优良特性,目前被广泛应用于冶炼设备中。在转炉与电炉炼钢过程中,钢水对炉衬碳化硅会产生机械冲刷,与此同时构成碳化硅的组成元素溶解到钢水中并与钢水之间发生化学反应。钢水对炉衬的机械冲刷以及二者之间的化学反应:一方面导致炉衬碳化硅的受损与侵蚀;以Al2O3-SiO2系硅酸盐为结合相,包括黏土结合、莫来石结合和SiO2结合碳化硅。另一方面会对钢水及钢材的质量产生影响。
碳化硅对熔池中钢水的脱硫原理为:进入碳化硅液相隔离层中的硫离子通过液相向碳化硅内扩散,与碳化硅中的[CaO]颗粒反应,在[CaO]颗粒表面生成CaS层。
近年来,由于工业以及航空航天工业的飞速发展,对钢材的需求愈来愈高。在冶炼纯净钢等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。同时也为研发能够对钢水起到净化作用的新型碳化硅提供依据。
随着我国大型预分解水泥窑相关技术及配套设备的快速发展和日趋完善,我国水泥行业整体技术水平已经接近或达到成熟,但国内碳化硅的整体使用寿命与国外技术相比还有一定差距,究其原因除了碳化硅生产企业产品研发水平外,还与碳化硅整体施工水准,及人们对施工质量的重视程度有较大关系。碳化硅在航空领域的应用:碳化硅制作成碳化硅纤维,碳化硅纤维主要用作耐高温材料和增强材料,耐高温材料包括热屏蔽材料、耐高温输送带、过滤高温气体或熔融金属的滤布等。
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