碳化硅的物化特性
碳化硅的天然含量很少,主要为人造,因其硬度很大而成为一种重要的磨料,但其应用范围却超过一般的磨料,它都具有怎样的物化特性呢?
1、碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、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,可提高其性而延长使用寿命1~2倍;用以制成的耐
绿碳化硅比重
碳化硅的物化特性
碳化硅的天然含量很少,主要为人造,因其硬度很大而成为一种重要的磨料,但其应用范围却超过一般的磨料,它都具有怎样的物化特性呢?
1、碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、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。低品级碳化硅是好的脱氧剂,用它可加速炼钢速度,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。
2、碳化硅的硬度很大,莫氏硬度为9.5级,具有优良的导热性能,是一种半导体。
3、碳化硅至少有70种结晶型态。α-碳化硅为常见的一种同质异晶物,在高于2000°C高温下形成,具有六角晶系结晶构造。β-碳化硅,立方晶系结构,与钻石相似,则在2000°C生成,结构如页面附图所示。虽然在异相触媒担体的应用上,因其具有比α型态更高之单位表面积而引人注目,而另一种碳化硅,μ-碳化硅为稳定,且碰撞时有较为悦耳的声音,但直至今日,这两种型态尚未有商业上之应用。
另外还要注意,纯碳化硅是无色的,工业生产的棕至黑色系是因为含铁之不纯物。晶体上彩虹般的光泽则是因为其表面产生之二氧化硅保护层所致。
绿碳化硅的产能
绿碳化硅是以石油焦和优良的硅石为主要原料,添加作为添加剂,通过电阻炉高温冶炼而成,它的冶炼生产工艺、技术装备和单吨能耗达到水平。它原块的质量水平也属。
绿碳化硅与世界水平的差距主要集中在四个方面:
1.在生产过程中很少使用大型机械设备,很多工序依靠人力完成,人均绿碳化硅产量较低。
2.在绿碳化硅深加工产品上,对粒度砂和微粉产品的质量管理不够精细,产量的稳定性不够。
3.某些产品的性能指标与发达同类产品相比有一定差距。
4.冶炼过程中直接排放。国外主要企业基本实现了封闭冶炼,而绿碳化硅冶炼几乎全部是开放式冶炼,全部直排。
有绿碳化硅冶炼企业200多家,年生产能力220多万吨(其中:绿碳化硅块120多万吨,黑碳化硅块约100万吨)。冶炼变压器功率大多为6300~12500kVA,较大冶炼变压器为32000kVA。加工制砂、微粉生产企业300多家,年生产能力200多万吨。
绿碳化硅产能利用率不足45%。约三分之一的冶炼企业有加工制砂微粉生产线。绿碳化硅加工制砂微粉生产企业主要分布在河南、山东、江苏、吉林、黑龙江等省。
制造高纯度超细绿碳化硅的方法
绿碳化硅在生产的时候,可能会混有杂质,这样的产品对它的使用也会有影响,所以说制造出高纯度的产品很重要。
1、选用高纯度的原材料生产
选用高纯度的原料是冶炼绿碳化硅的基础的根本保证。没有的原料,想合成出质量好的超细微粉,那是违背客观规律的。
2、提高冶炼功率
提高冶炼炉的功率是提高炉温的必要条件。的结晶是在大于2000℃以上的高温区形成的。要保证冶炼出的晶体具有足够大的尺寸,必须保证晶体在生成过程中,电阻炉内的温度要明显高于绿碳化硅形成的温度。
3、冶炼炉要有良好的保温性
良好的保温性是冶炼炉保持炉温的必要条件。一定厚度的保温料,能大大降低炉体表面的热损失,提高电阻炉的热效率。所以,适当增加保温料的厚度来提高炉体的保温性。减少炉体表面热耗散的比值,提高炉体的热效率来达到节能、降耗,提高产量的目的。
4、保持较长的冶炼时间
长时间的送电冶炼,能使绿碳化硅结晶体在电阻炉内进行多次重复的结晶→分解→再结晶过程。结晶→分解的过程是一个晶体的净化过程。
5、冶炼炉要有良好的透气性:
合成超细微粉过程是一个复杂的过程,特别是在冶炼的中后期,是有液相和气相参与的反应。因此提高压力并不表现出积极作用,甚至会使得其反。所以冶炼炉应该要有良好的透气性。
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