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碳化硅由于化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好,除作磨料用外,還有很多其他用途,例如:以特殊工藝把碳化硅粉末涂布于水輪機(jī)葉輪或汽缸體的內(nèi)壁,可提高其耐磨性而延長(zhǎng)使用壽命1~2倍;用以制成的耐火材料,耐熱震、體積小、重量輕而強(qiáng)度高,節(jié)能效果好。低品級(jí)碳化硅(含SiC約85%)是良好的脫氧劑,用它可加快煉鋼速度,并便于控制化學(xué)成分,提高鋼的質(zhì)量。此外,碳化硅還大量用于制作電熱元件硅碳棒。碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個(gè)常用的基本品種,都屬α-SiC。
碳化硅是典型的多晶型化合物,按大類(lèi)來(lái)分,有α-碳化硅和β-碳化硅兩種。α-碳化硅做為磨料有黑、綠兩種品種。β-碳化硅是制備碳化硅類(lèi)陶瓷的主要原料。
碳化硅的用途十分廣泛,如:冶金、機(jī)械、化工、建材、輕工、電子。
磨料可作為冶金工業(yè)的凈化劑、脫氧劑和改良劑。在機(jī)械加工方面可作為合成硬質(zhì)合金刀具;加工后的硅碳板可作為耐火材料用于陶瓷燒制的棚板。通過(guò)精加工后生產(chǎn)的微粉,可用于高科技電子元器件和遠(yuǎn)紅外線輻射材料的涂料。
高純度精微粉可供工業(yè)航空航天器皿的涂層。對(duì)國(guó)際國(guó)內(nèi)各經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的用途十分廣闊。
碳化硅用途廣泛,越來(lái)越來(lái)的新市場(chǎng)正待開(kāi)發(fā),隨著國(guó)際和中國(guó)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的好轉(zhuǎn),碳化硅行業(yè)也會(huì)迎來(lái)一定的發(fā)展機(jī)會(huì),需要注意的是國(guó)家對(duì)環(huán)境的管控將會(huì)更加嚴(yán)厲。
未來(lái)碳化硅主要用于半導(dǎo)體、避雷針、電路元件、高溫應(yīng)用、紫外光偵檢器、結(jié)構(gòu)材料、天文、碟剎、離合器、柴油微粒濾清器、細(xì)絲高溫計(jì)、陶瓷薄膜、裁切工具、加熱元件、珠寶、鋼、護(hù)具、觸媒擔(dān)體等領(lǐng)域。
碳化硅磨料通常以石英、石油焦炭為主要原料。它們?cè)趥淞瞎ば蛑薪?jīng)過(guò)機(jī)械加工,成為合適的粒度,然后按照化學(xué)計(jì)算,混合成為爐料。磨料調(diào)節(jié)爐料的透氣性,在配爐料時(shí)要加適量的木屑。制煉綠碳化硅時(shí),爐料中還要加適量的鹽。
爐料裝在間歇式電阻爐內(nèi)。電阻爐兩端是端墻,近中心處有石墨電極。爐芯體即連于兩電極之間。爐芯周?chē)b的是參加反應(yīng)的爐料,外部則是保溫料。把鋼水中的含碳量氧化降低到所煉鋼號(hào)的規(guī)格內(nèi),是煉鋼的重要任務(wù)之一。制煉時(shí),電爐供電,爐芯體溫度上升,達(dá)到2600~2700℃。電熱通過(guò)爐芯表面?zhèn)鹘o爐料,使之逐漸加熱,達(dá)到1450℃以上時(shí),即發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成碳化硅,并逸出CO。