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碳化硅在航空領(lǐng)域的應(yīng)用:
碳化硅制作成碳化硅纖維,碳化硅纖維主要用作耐高溫材料和增強(qiáng)材料,耐高溫材料包括熱屏蔽材料、耐高溫輸送帶、過(guò)濾高溫氣體或熔融金屬的濾布等。前期的研究表明,即使在560攝氏度的高溫中,碳化硅晶片在沒(méi)有冷卻裝置的情況下仍能正常運(yùn)作。用做增強(qiáng)材料時(shí),常與碳纖維或玻璃纖維合用,以增強(qiáng)金屬和陶瓷為主,如做成噴氣式飛機(jī)的剎車(chē)片、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、著陸齒輪箱和機(jī)身結(jié)構(gòu)材料等,還可用做體育用品,其短切纖維則可用做高溫爐材等。
碳化硅粗料已能大量供應(yīng),但是技術(shù)含量較高的納米級(jí)碳化硅粉體的應(yīng)用短時(shí)間不可能形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。
碳化硅對(duì)熔池中鋼水的脫硫原理為:進(jìn)入碳化硅液相隔離層中的硫離子通過(guò)液相向碳化硅內(nèi)擴(kuò)散,與碳化硅中的[CaO]顆粒反應(yīng),在[CaO]顆粒表面生成CaS層。
近年來(lái),由于工業(yè)以及航空航天工業(yè)的飛速發(fā)展,對(duì)鋼材的需求愈來(lái)愈高。在冶煉純凈鋼等鋼材時(shí)就必須高度重視和深入研究碳化硅與熔池中鋼水之間的反應(yīng)對(duì)鋼質(zhì)量造成的影響。同時(shí)也為研發(fā)能夠?qū)︿撍鸬絻艋饔玫男滦吞蓟杼峁┮罁?jù)。
隨著我國(guó)大型預(yù)分解水泥窯相關(guān)技術(shù)及配套設(shè)備的快速發(fā)展和日趨完善,我國(guó)水泥行業(yè)整體技術(shù)水平已經(jīng)接近或達(dá)到成熟,但國(guó)內(nèi)碳化硅的整體使用壽命與國(guó)外技術(shù)相比還有一定差距,究其原因除了碳化硅生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)水平外,還與碳化硅整體施工水準(zhǔn),及人們對(duì)施工質(zhì)量的重視程度有較大關(guān)系。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑等原料在電阻爐內(nèi)經(jīng)高溫冶煉而成。
純碳化硅是無(wú)色透明的晶體。工業(yè)碳化硅因所含雜質(zhì)的種類(lèi)和含黑碳化硅的用途及種類(lèi)不同,而呈淺黃、綠、藍(lán)乃至黑色,透明度隨其純度不同而異。節(jié)能方面的應(yīng)用:利用良好的導(dǎo)熱和熱穩(wěn)定性,作熱交換器,燃耗減少20%,節(jié)約燃料35%,使生產(chǎn)率提高20-30%。碳化硅晶體結(jié)構(gòu)分為六方或菱面體的 α-SiC和立方體的β-SiC(稱(chēng)立方碳化硅)。α-SiC由于其晶體結(jié)構(gòu)中碳和硅原子的堆垛序列不同而構(gòu)成許多不同變體,已發(fā)現(xiàn)70余種。β-SiC于2100℃以上時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)棣?SiC。
碳化硅的工業(yè)制法是用石英砂和石油焦在電阻爐內(nèi)煉制。煉得的碳化硅塊,經(jīng)破碎、酸堿洗、磁選和篩分或水選而制成各種粒度的產(chǎn)品。
隨著時(shí)間的推移,爐料高溫范圍不斷擴(kuò)大,形成的碳化硅也越來(lái)越多。它在爐內(nèi)不斷形成,蒸發(fā)移動(dòng),結(jié)晶長(zhǎng)大,聚集成為一個(gè)圓筒形的結(jié)晶筒。結(jié)晶筒的內(nèi)壁因受高溫,超過(guò)2600℃的部分就開(kāi)始分解。從力學(xué)角度分析,非金屬夾雜物的存在部位是鋼材的應(yīng)力集中點(diǎn),對(duì)鋼材的強(qiáng)度、剛度以及持久極限等力學(xué)性能都有很大影響。分解出的硅又與爐料中的碳結(jié)合而成為新的碳化硅。爐自送電初期,電熱主要部分用于加熱爐料,而用以形成碳化硅的熱量只是較少的一部分。送電中期,形成碳化硅所用的熱量所占比例較大。送電后期,熱損失占主要部分。調(diào)整送電功率與時(shí)間的關(guān)系,優(yōu)選出有利的停電時(shí)間,以期獲得電熱利用率。