碳化硅陶瓷具有強(qiáng)度高，導(dǎo)熱系數(shù)大、抗震性好、抗氧化、耐磨損、抗侵蝕等優(yōu)良的高溫性能，是一種優(yōu)質(zhì)陶瓷材料。在冶金、能 源 、化工等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。下面小編為大家介紹碳化硅陶瓷的用途。
碳化硅陶瓷的用途
1、化工、冶金
碳化硅材料對鐵水、熔渣和堿金屬的侵蝕有高的抗力，和高導(dǎo)熱和耐磨損的特性，70年代至90年代初期。全世界已有65％以上的大型高爐采用了氮化硅結(jié)臺碳化硅材料作為爐身材料，使高爐壽命延長了2096—40％。在冶煉金屬鋁、銅和鋅時(shí)，也大量的采用了各種碳化硅材料作為爐襯或坩堝。在化工、冶金工業(yè)中，為了充分利用各種熱爐廢氣中的熱量，經(jīng)常使用陶瓷熱交換器預(yù)熱各種氣體或液體。
2、能源環(huán)保
將煤氣在高溫下直接凈化，可充分利 Hexolov熱交換器用煤氣的顯熱，比之常溫凈化可大大提高熱效率，將高溫凈化后的煤氣直接用于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，可以大大提高供電效率，減低有害物的排量，節(jié)約用水�，F(xiàn)代燃煤發(fā)電系統(tǒng)中燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備的使用與環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)都要求實(shí)現(xiàn)高溫燃?xì)庵苯映龎m。
3、工業(yè)窯爐
輕工、建材、電子等行業(yè)大量使用各種工業(yè)窯爐，采用不同材質(zhì)碳化硅窯具的組合，可以大幅度減少窯具重量及其所占據(jù)的空間，提高能量利用率，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)由于48碳化硅部件優(yōu)異的抗熟沖擊性能，燒成升溫速度可以加快。
4、各種加熟裝置
在材料燒結(jié)、熔化、熱處理，以及玻璃行業(yè)，燃?xì)忾g接加熱是一種重要方式。燃?xì)忾g接加熱與直接燃燒加熱相比，可大大提高熱效率，降低NO。等有害氣體的排出。同時(shí)提高了溫度的穩(wěn)定性，保證對爐內(nèi)氣氛的控制：同時(shí)在許多工業(yè)加熱過程中，要求工件與燃燒環(huán)境隔離。
5、發(fā)熱元件
碳化硅重要的導(dǎo)電特性使得其是制造lOOO。C以上加熱爐發(fā)熱元件的最主要材料，碳化硅發(fā)熱元件是碳化硅材料的最主要產(chǎn)品，具有極大的市場。
我國有關(guān)產(chǎn)品的使用溫度長期停留在1400"C以下，而發(fā)達(dá)國家進(jìn)人九十年代以來，其碳化硅發(fā)熱元件的使用溫度已普遍提高到1600"(2，例如德國的Cesi-wid公司，日本的東海高熱株式會社，同時(shí)與國外產(chǎn)品相比，我國產(chǎn)品冷端／熱區(qū)電阻比一般僅為1：10，低于國外水平(1：15)，造成電力資源的浪費(fèi)。
6、機(jī)械密封
為了改進(jìn)性能，節(jié)約燃料，延長保修期，汽車工業(yè)對冷卻系統(tǒng)提出了更高的要求。由于汽車?yán)鋮s系統(tǒng)溫度和壓力的提高，要求水泵具有更高的速度，承擔(dān)更高的負(fù)載。提高水泵使用壽命的重要因素之一是機(jī)械密封問題。
7、原子能工業(yè)用碳化硅復(fù)合材料
碳化硅材料具有低的中子激活行為(中子作用下的放射性)，低的停堆余熱，低的氣體(特別對氮?dú)?滲透率，加之優(yōu)異的高溫機(jī)械性能，使得其可用于核電站用結(jié)構(gòu)材料。例如美國ARIFS核電站選擇SiC纖維增強(qiáng)的SiC作為嵌套包殼材料…。隨著核電事業(yè)的發(fā)展，對高性能碳化硅材料的需求必將大大增加。5l4結(jié)語通過以上對碳化硅材料制備及其工程應(yīng)用進(jìn)行的總結(jié)，可以看出碳化硅材料是目前最具有產(chǎn)業(yè)化前景的先進(jìn)工程陶瓷，它不僅包括高性能精細(xì)陶瓷，而且更覆蓋了從低到高各種不同性能檔次的碳化硅制品。
碳化硅的性質(zhì)
分子式為SiC，其硬度介于剛玉和金剛石之間，機(jī)械強(qiáng)度高于剛玉，可作為磨料和其他某些工業(yè)材料使用。工業(yè)用碳化硅于1891年研制成功，是最早的人造磨料。在隕石和地殼中雖有少量碳化硅存在，但迄今尚未找到可供開采的礦源。
純碳化硅是無色透明的晶體。工業(yè)碳化硅因所含雜質(zhì)的種類和含量不同，而呈淺黃、綠、藍(lán)乃至黑色，透明度隨其純度不同而異。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)?alpha;-SiC。
碳化硅的工業(yè)制法是用優(yōu)質(zhì)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。
碳化硅陶瓷的燒結(jié)方法
1、熱壓燒結(jié)：只能制備簡單形狀的碳化硅部件，生產(chǎn)效率低，不利于大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)。
2、無壓燒結(jié)（常壓燒結(jié)）：能生產(chǎn)復(fù)雜形狀和大尺寸碳化硅部件，是目前普遍認(rèn)可的最有優(yōu)勢的燒結(jié)方法。
3、反應(yīng)燒結(jié)：能制備復(fù)雜形狀的碳化硅部件，燒結(jié)溫度低，但是產(chǎn)品高溫性能不佳。
