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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。碳化硅也可以作用于航空飛機(jī)跑道,太陽(yáng)能熱水器,火箭噴灌,汽車(chē)剎車(chē)片。此外,碳化硅還大量用于制作電熱元件硅碳棒。
由于碳化硅具有很高的硬度、化學(xué)穩(wěn)定性和一定的韌性,所以是一種用途很廣的磨料,可用以制造砂輪、油石、涂附磨具或自由研磨。它主要是用于研磨玻璃、陶瓷、石材等非金屬材料、鑄鐵及某些非鐵金屬,它與這些材料之間的反應(yīng)性很弱。另一方面可用于有色金屬冶煉工業(yè)的高溫間接加熱材料,如豎罐蒸餾爐、精餾爐塔盤(pán)、鋁電解槽、銅熔化爐內(nèi)襯、熱電偶保護(hù)管等。由于它是普通廢料中硬度較高的材料,所以包常用以加工硬質(zhì)合金、鈦合金、高速等難磨材料及修正砂輪用。碳化硅硬度只是次于金剛石,具有較強(qiáng)的耐磨性能,是耐磨管道、葉輪、泵室、旋流器,礦斗內(nèi)襯的理想材料,其耐磨性能是鑄鐵、橡膠使用壽命的5~20倍,也是航空飛行跑道的理想材料之一。
包括黑碳化硅和綠碳化硅,其中:黑碳化硅是以石英砂,石油焦和硅石為主要原料,通過(guò)電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,機(jī)械強(qiáng)度高于剛玉,性脆而鋒利。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。綠碳化硅是以石油焦和硅石為主要原料,添加鹽作為添加劑,通過(guò)電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,機(jī)械強(qiáng)度高于剛玉。
常用的碳化硅磨料有兩種不同的晶體,一種是綠碳化硅,含SiC97%以上,主要用于磨硬質(zhì)含金工具。
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。另一種是黑碳化硅,有金屬光澤,含SiC95%以上,強(qiáng)度比綠碳化硅大,但硬度較低,主要用于磨鑄鐵和非金屬材料。爐芯周?chē)b的是參加反應(yīng)的爐料,外部則是保溫料。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。