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黑碳化硅颗粒的各种性质及基本结构
由于天然形成的碳化硅很少,生活中绝大多数的碳化硅都是人为加工而来。碳化硅具有很强的硬度,可以作为一种重要的磨料使用。但是区别于其他普通的磨料碳化硅有多方面的性能,可以运用到各个领域,它具有的耐高温性、导热性,导电性等等
碳化硅具有的耐高温性和导热性,使它成为隧道窑或梭式窑的优选窑具材料之一,它所具有的导电性使其成为一种重要的电加热元件等。碳化硅是一种典型的共价键结合的稳定化合物。从理论上讲,碳化硅均由sic四面体堆积而成,所不同的只是平行结合或反平行结合。sic有75种变体,宁波黑碳化硅,所有这些结构可分为方晶系、六方晶系和菱形晶系。α-sic是高温稳定型,β-sic是低温稳定型。β-sic在2100~2400℃可转变为α-sic,β-sic可在1450℃左右温度下由简单的硅和碳混合物制得。利用透射电子显微镜和x射线衍射检测技术可对sic显微体进行多型体分析和定量测定。为了区别各种不同的结构,需要有相应的命名方法。命名方法常用的是:把低温类型的立方碳化硅叫做β—sic,而其余六方的、菱形的晶胞结构一律称为α—sic。这种命名方法与相律惯例以及矿物学命名都不相符,但因其很方便,也就颇为流行。
黑碳化硅的制作工艺
黑碳化硅sic因其很大的硬度而成为一种重要的磨料,但其应用范围却超过一般的磨料。例如,它所具有的耐高温性、导热性而成为隧道窑或梭式窑的窑具材料之一,它所具有的导电性使其成为一种重要的电加热元件等。
制备sic制品首先要制备sic冶炼块[或称:sic颗粒料,因含有c且超硬,因此sic颗粒料曾被称为:金刚砂。但要注意:它与天然金刚砂也称:石榴子石的成分不同。在工业生产中,sic冶炼块通常以石英、石油焦等为原料,辅助回收料、乏料,经过粉磨等工序调配成为配比合理与粒度合适的炉料为了调节炉料的透气性需要加入适量的木屑,制备绿黑碳化硅时还要添加适量经高温制备而成。
高温制备sic冶炼块的热工设备是---的黑碳化硅电炉,其结构由炉底、内面镶有电极的端墙、可卸式侧墙、炉心体全称为:电炉中心的通电---体,一般用石墨粉或石油焦炭按一定的形状与尺寸安装在炉料中心,一般为圆形或矩形。其两端与电极相连等组成。
该电炉所用的烧成方法俗称:埋粉烧成。它一通电即为加热开始,炉心体温度约2500℃,甚至更高2600~2700℃,炉料达到1450℃时开始合成sic但sic主要是在***1800℃时形成,且放出co。然而,***2600℃时sic会分解,黑碳化硅磨具磨料,但分解出的si又会与炉料中的c生成sic。每组电炉配备一组变压器,但生产时只对单一电炉供电,以便根据电负荷特性调节电压来基本上保持恒功率,大功率电炉要加热约24 h,黑碳化硅,停电后生成sic的反应基本结束,再经过一段时间的冷却就可以拆除侧墙,然后逐步取出炉料。
制备黑碳化硅主要是通过在高温条件下冶炼石英、石焦油的方法进行,因此对温度的需求较高,如果温度达不到需求就会产生杂质,所以企业要熟练掌握这一技术。
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