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18106904939陶瓷密度(du)儀專業制造
陶(táo)瓷密度計 耐火材料 脫氧劑(ji)耐磨及(ji)高溫件陶(tao)瓷比重檢測儀(yí) 碳化矽密(mì)度儀
碳化(hua)矽陶瓷
摘(zhai)要:陶(táo)瓷不僅具有優(you)良的常如高的抗氧(yǎng)化性、良好(hao)的耐腐蝕(shí)性的摩擦系數(shù),而且(qiě)高溫力學性能(néng)()是(shì)已中*的(de)。并且在石石油(you)、化工、微電子航天航空造紙、激光、礦業原子(zǐ)能工業領域(yu)獲得了廣泛的(de)應用,所以(yǐ)了解SiC是必要的。
:碳化矽 碳化矽密(mi)度檢測儀 陶瓷密度計
SiC 陶瓷因其具有(yǒu)優良的高溫強(qiáng)度、耐磨耐腐蝕(shi)性能以及抗熱(re)震性而得到越(yuè)來越廣泛的應(yīng)用。SiC SiC ,降低生産成(chéng)本,簡(jian)化生産工藝,陶瓷産(chan)品的産。
一(yi)、發展簡史
碳化矽(SiC)zui初的用(yong)途是作爲磨具(ju)、磨料和耐火材(cái)料,後發展到作(zuò)爲加熱元件——矽(xi)碳電阻棒的原(yuán)料使用。直🚶到20世(shi)紀中葉,特别是(shi)70年代以後,SiC*的性(xìng)能才被人們逐(zhu)漸認識🧡。因爲它(tā)😄具有耐🈲高溫、耐(nài)磨耗、耐🚶♀️腐蝕及(jí)高的熱傳導率(lǜ)等特點,被開發(fa)的用途越來越(yuè)❌多,應用面💘越來(lái)越廣,作爲一種(zhǒng)新型的精細陶(tao)瓷材料,受到了(le)🌈人們極大的關(guān)注。日本對SiC的開(kāi)發研究起步較(jiào)晚,但👅取得的成(cheng)績十分突出,1985~1988年(nián)僅4年的時間就(jiù)有74個企業拭芴(wu)?甯夏(xia)協成冶金制品(pǐn)有限責任公司(si)年産2.4萬噸高質密碳(tan)化矽冶煉項目(mu)可行性研究報(bào)告
進的軍用電(dian)子系統例如*的高性(xing)能雷達系統等(děng)。
磨料陶瓷密度計 耐火材料陶瓷密度檢(jiǎn)測儀 耐磨(mó)及高溫件陶瓷比重檢測(cè)儀 碳化矽(xī)密度儀
1.
碳化矽,才證實(shi)隕石中及地殼(ke)上偶然存在碳(tàn)化矽,,40. 07 ,質(zhi)量百分組成爲(wèi)70.045 的(de)碳碳(tàn)化矽的密度爲(wèi)/cm。
2.碳化矽顔色
3.碳(tan)化矽硬度
碳化矽的硬度(dù)相當高,僅次于幾種(zhǒng)超硬材料,,9. 2 ,克氏顯微硬度(dù)爲2 200~2 (負荷。碳化矽(xi)的熱态硬度雖(suī)然随着溫度的(de)升高而下降但仍比(bi)剛玉的硬度大(da)很多。綠色碳化(huà)矽和黑色碳化(huà)矽的硬度,不論在常(chang)溫或是在高溫(wēn)下都基本相同(tóng),沒有(you)發現本質上的(de)差别;一種含铈的碳(tàn)化矽,其硬度則略高(gāo)于一般碳化矽(xī)。
4.
碳(tan)化矽是一種典(dian)型的共價鍵結(jié)合的穩定化合(he)物。
碳化矽均由SiC 有種變體(ti),如α- SiC、3C - SiC、4H - SiC、等(děng),所有(yǒu)這些結構可分(fen)爲方晶系、六方(fāng)晶系和菱形晶(jing)系,其(qí)中α、β- SiC 是高(gao)溫穩定型,β是低溫穩定型(xíng)。β在~℃可轉變爲α- SiC 可在1450 下由簡單的(de)矽和碳混合物(wu)制得。利用透射(she)電子顯微鏡和(hé):SiC ,而其餘(yú)六方的、菱形的(de)晶胞結構一律(lü)稱爲α—。這種命名方法(fǎ)與相律慣例以(yǐ)及礦物學命名(ming)都不相符但因其很(hěn)方便
碳化(huà)矽本身很容易(yì)氧化,但它氧化之後(hou)形成了一層二(èr)氧化矽薄膜,氧化進(jin)程逐步被阻礙(ài)。在空氣中,碳化矽于(yu)℃時就(jiù)開始氧化,随着(zhe)溫度升高,在(zai)氧氣中比在空(kōng)氣中快1. 6 倍;氧化速率的速(sù)度随着時間推(tui)移而減慢。如果(guo)以時間推移對(duì)氧化的數量描(miáo)圖. ,:鐵、錳等金(jīn)屬有幾種化合(hé)價其(qi)氧化物能将碳(tàn)化矽氧化并且又能(neng)與二氧化矽生(sheng)成低熔點化合(hé)物,能(neng)侵蝕碳化矽。例(li)如,FeO 在(zài)℃、在1 360 ;、MgO 在
三、制(zhì)備方法
SiC是在隕石中(zhōng)發現的,在自然界中(zhong)幾乎不存在因此, SiC (C)在電阻爐(lú)中),溫(wen)度通常爲1900℃以上 :
SiO2 + 3C = SiC + 2CO
目前制備高(gao)溫 SiC陶(táo)瓷的方法主要(yao)有無壓燒結 、熱等靜壓燒(shao)結 、反應燒(shāo)結等。表1是各種(zhǒng)燒結方法及物(wù)理性能
燒(shāo)結 方法 | 無壓 | 熱壓 燒結 | 壓燒(shao)結 | |
3.21 | ||||
( MPa · | 3.2 | 3.2 | 3.8 | 3.0 |
抗彎強度(MPa)20℃ 1400℃ | 410 | 640 | 380 | |
410 | 610 | 300 | ||
彈性模(mó)量 ( GPa ) | 410 | 450 | 450 | 350 |
4.7 | 4.7 | 4.5 | ||
℃ | 110 | 130 | 140 | |
表(biǎo)1:SiC
常壓(yā)燒結被認爲是(shi)燒結(jié)zui有前途的燒結(jie)方法,通過常壓燒結(jié)工藝可以制備(bei)出大尺寸和複(fú)雜形狀的SiC陶瓷制品(pin)。美國公司通過(guo)在含微量氧(含氧量(liàng)小于高純度的β 中添加硼(peng)和碳, 2000 ℃以(yǐ)上惰(duò)性氣氛中燒結(jie),98 %的碳(tan)化矽燒結體。中(zhong)科院上海矽酸(suan)鹽研究所采用(yong)Y2O3 ,Al2O3 爲燒(shāo)結助劑選熔點較低(di)的YA G( Y3Al5O12 ) ,℃燒成(chéng)了抗彎強度和(hé)斷裂韌性分别(bie)爲707 的SiC 陶瓷。山(shān)東省矽酸鹽研(yán)究設計院劉寶(bao)英等添加适量(liang)的Al2O3 ,Y2O3 爲(wei)燒結助劑,複合陶瓷(ci)材料,能滿足機械密(mì)封件,SiC 研究還(hái)不是很透徹有待于(yú)進一步深入。
熱壓燒結,但需要高溫(wen)(2000 ℃) 及高壓(大于35MPa) SiC熱壓燒結(jie)。Norton 公司(sī)的Alliegro 研(yan)究了、、Ni 、等金(jin)屬添加物對證明Al 和熱壓燒結的(de)添加劑。Lange 研究添加Al2O3 對發現SiC B4 C 和C -SiC,在2050 ℃下(xia)獲得接近理論(lun)密度的SiC 陶瓷。
熱(re)壓燒結雖然降(jiàng)低燒結溫度陶瓷,,很難制造(zào)形狀複雜的部件不利于(yu)工業化生産。
由于純SiC 很難通過(guò)常壓燒結及熱(rè)壓燒結達到緻(zhì)密而(er)加入添加劑會(hui)影響陶瓷的某些性(xìng)能。爲了進一步(bu)解決上述矛盾(dùn),許多(duo)研究人員采取(qu)熱等靜壓陶瓷,,Dutta 和1900 ℃獲得密度高于(yú)SiC 燒結體(ti)℃和138MPa ,實現了(le)無添加劑的陶瓷緻(zhi)密燒結體。Kofune :粉(fen)粒徑小于0. 6nm 時通過HIP 燒結工藝,無需任(ren)何添加劑即可在1950 SiC 陶瓷。中科院上(shang)矽所研究表明(ming)在陶瓷緻(zhi)密化。SiC添加~的Al2O3 ,采用HIP 燒結工藝(yi),在1850 ℃和200MPa 壓力下燒(shao)結1h ,可(kě)得到相對密度(du)93. 7 %582MPa 的SiC 制品,HIP 燒結必須(xū)對素坯進行包(bao)封,所(suo)以目前難以實(shi)現工業化生産(chǎn)。
反應燒結(jie)是由α-SiC ,高(gao)溫(1600 ℃下使其與液(yè)态Si 接(jie)觸,坯(pi)體中的C Si ,生成β-SiC ,并與(yu)α-相結合,過多的Si ,從(cóng)而得到無孔緻(zhi)密的反應燒結(jié)體。反應燒結過(guò)程通常在真空(kong)下用感應加熱(rè)石墨坩埚來完(wan)成。的強度(dù)在1400 Si 含量無(wú)關超(chāo)過1400 Si 的(de)熔化,強度驟降。目前(qian),制品主(zhǔ)要有英國U KAEA 的-SiC Carborundum 公司的KT-SiC。國(guo)内在山東有數(shù)家生産反應燒(shao)結碳化矽的廠(chang)家,生産的反應(ying)燒結碳化矽密(mì)度大于3 ,目(mù)前此類産品國(guo)内需求量大市場前(qián)景良好。
陶瓷密(mi)度計 陶瓷(cí)密度檢測儀 脫氧劑耐磨及高溫(wen)件 碳化矽密度儀(yi)
四、特(tè)點及用途
磨料(liao)耐
,,,黑色碳化(hua)矽制成的磨具(jù),,,
立方碳化矽(xī)微粉制成的油(yóu)石對軸承材料超精磨,其光潔(jie)度可由ý 直接磨(mo)成12 ,因此,在相同粒度(du)的其他磨料中(zhōng),
國外(wai)将碳化矽用作(zuo)耐火材料的數(shù)量大于用作磨(mo)料。我國亦在不(bu)斷擴大這方面(miàn)的應用,根據國外廠(chǎng)商的習慣,耐火材料(liao)黑色碳化矽通(tōng)常分爲: 含碳化(hua)矽大于。主要用以制(zhì)造耐中等高溫(wēn)的窯爐構件如馬弗(fú)爐爐襯材料等(deng)。這些構件除利(li)用碳化矽的耐(nai)熱性、導熱♊性外(wài)在很(hěn)多場合還兼用(yòng)它的化學穩定(dìng)性。③低品位耐火(huǒ)🌈材料黑色碳化(huà)矽,其(qí)碳化矽含量要(yào)求大于83 % ,主要用于出(chu)鐵槽、鐵水包,
煉鋼(gang)時通常要使用(yòng)矽鐵脫氧,近代發展(zhǎn)了用碳化矽代(dài)替矽鐵作脫氧(yang)劑,煉(lian)出的鋼質量更(geng)好,更(gèng)經濟。因爲用碳(tan)化矽脫氧時,成渣少(shǎo)而且很快有效地減(jiǎn)少了渣中某些(xiē)有用元素的含(hán)量,煉(lian)鋼時間短而成(chéng)分更好控制。脫(tuo)氧劑黑色碳化(hua)矽在美📞國和日(ri)本等國家的鋼(gang)鐵工業中用得(dé)很普遍。磨料❤️用(yong)或耐火材料✌️用(yòng)碳🔴化矽在爐中(zhong)所生成的适合(hé)于作脫氧劑的(de)物料,都能全部銷售(shòu)應用于生産而(ér)無須回爐,産品綜合(hé)利用率高碳化矽生(sheng)産的經濟效果(guo)。
.耐磨及高溫件(jiàn)
使用環境(jing) | 用途 | 主要優點 | |
石油工業 | 高溫高壓耐磨(mó) | 耐磨耗熱 | |
微電子工業 | 大功率散熱(rè) | 高導(dǎo)熱、高絕緣 | |
汽車工業 | 高溫燃燒 |
| |
化(hua)工工業 | 耐(nai)酸堿高溫氧化(hua) | 密封軸承(cheng)泵部件 | 耐(nài)磨損氣密性 |
| |||
造(zao)紙業 | 堿性(xing)腐蝕 | 設備(bei)部件 | |
激(ji)光 | 大功率(lü)、高溫 | 反射(she)屏 | |
噴砂器 | 耐磨 | ||
礦業 | 内襯泵(bèng)部件 | 耐磨(mó) | |
熱處理 | |||
含硼高溫水 | 耐放射性 | ||
加(jiā)工工程 | 拉(lā)絲磨具 |
2:碳(tan)化矽陶瓷的應(ying)用領域
5.軍事方(fang)面
用碳化(hua)矽陶瓷與其他(tā)材料一起組成(cheng)的燃燒室及噴(pēn)嘴,比Al2O3 輕20 % ,硬(yìng)度和彈性模量(liang)較高價格比低得多,還可用于(yú)裝甲車輛和飛(fēi)機機腹及防彈(dan)防刺衣等🚩。碳化(huà)矽材料還具有(yǒu)自潤滑性及摩(mó)擦系數小,如用(yòng)來制成高功率(lǜ)的激光反射鏡(jìng)其性能優于銅(tóng)質,由(you)于密度低、剛性(xìng)好、變形小,CVD 與反應燒(shao)結的碳化矽輕(qīng)量化反射鏡已(yi)經在空間技術(shu)中大量使用。
6.電氣和(hé)電工
利用(yong)碳化矽陶瓷的(de)高熱導性能絕緣性(xìng)好作爲大規模(mó)集成電路的基(jī)片和封裝材料(liào)[7 ] ,由于它具有操(cao)作簡單方便,使用範圍廣等(deng)優點,成爲發熱材料(liào)中zui經久耐用且(qiě)價廉物美的一(yi)種,使(shi)用溫度可達1 600 ,碳化矽的應用(yòng)領域如表2
碳(tan)化矽陶瓷在許(xǔ)多工業領域中(zhōng)的應用顯示了(le)其優良的🍓性能(néng),因而(ér)引起了人們的(de)普遍重視。在無(wú)機非金屬材料(liao)領✨域中碳化矽(xi)陶瓷是一個很(hen)大的家族,同(tong)時挖掘和開發(fa)碳化矽陶瓷() 的所有(yǒu)優點造福于人(rén)類是我們工作(zuo)的首要任務📧。我(wo)們相信碳化矽(xī)陶瓷将有廣闊(kuò)的發展和應用(yong)前景
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