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        1. 本網公告
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          碳化硅陶瓷工藝流程解析

          時間:2012/3/19 18:16:20 來源:

          碳化硅陶瓷,具有抗氧化性強,耐磨性能好,硬度高,熱穩定性好,高溫強度大,熱膨脹系數小,熱導率大以及抗熱震和耐化學腐蝕等優良特性。因此,已經在石油、化工、機械、航天、核能等領域大顯身手,日益受到人們的重視。例如,SiC陶瓷可用作各類軸承、滾珠、噴嘴、密封件、切削工具、燃汽渦輪機葉片、渦輪增壓器轉子、反射屏和火箭燃燒室內襯等等。

          SiC陶瓷的優異性能與其獨特結構密切相關。SiC是共價鍵很強的化合物,SiC中Si-C鍵的離子性僅12%左右。因此,SiC強度高、彈性模量大,具有優良的耐磨損性能。純SiC不會被HCl、HNO3、H2SO4和HF等酸溶液以及NaOH等堿溶液侵蝕。在空氣中加熱時易發生氧化,但氧化時表面形成的SiO2會抑制氧的進一步擴散,故氧化速率并不高。在電性能方面,SiC具有半導體性,少量雜質的引入會表現出良好的導電性。此外,SiC還有優良的導熱性。

          SiC具有α和β兩種晶型。β-SiC的晶體結構為立方晶系,Si和C分別組成面心立方晶格;α-SiC存在著4H、15R和6H等100余種多型體,其中,6H多型體為工業應用上最為普遍的一種。在SiC的多種型體之間存在著一定的熱穩定性關系。在溫度低于1600℃時,SiC以β-SiC形式存在。當高于1600℃時,β-SiC緩慢轉變成α-SiC的各種多型體。4H-SiC在2000℃左右容易生成;15R和6H多型體均需在2100℃以上的高溫才易生成;對于6H-SiC,即使溫度超過2200℃,也是非常穩定的。SiC中各種多型體之間的自由能相差很小,因此,微量雜質的固溶也會引起多型體之間的熱穩定關系變化。

          碳化硅陶瓷工藝流程解析

          碳化硅陶瓷工藝流程解析

          現就SiC陶瓷的生產工藝簡述如下:

          一、SiC粉末的合成:

          SiC在地球上幾乎不存在,僅在隕石中有所發現,因此,工業上應用的SiC粉末都為人工合成。目前,合成SiC粉末的主要方法有:

          1、Acheson法:

          這是工業上采用最多的合成方法,即用電將石英砂和焦炭的混合物加熱至2500℃左右高溫反應制得。因石英砂和焦炭中通常含有Al和Fe等雜質,在制成的SiC中都固溶有少量雜質。其中,雜質少的呈綠色,雜質多的呈黑色。

          2、化合法:

          在一定的溫度下,使高純的硅與碳黑直接發生反應。由此可合成高純度的β-SiC粉末。

          3、熱分解法:

          使聚碳硅烷或三氯...硅等有機硅聚合物在1200~1500℃的溫度范圍內發生分解反應,由此制得亞微米級的β-SiC粉末。

          4、氣相反相法:

          使SiCl4和SiH4等含硅的氣體以及CH4、C3H8、C7H8和(Cl4等含碳的氣體或使CH3SiCl3、(CH3)2 SiCl2和Si(CH3)4等同時含有硅和碳的氣體在高溫下發生反應,由此制備納米級的β-SiC超細粉。




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