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碳化硅砖程序与理化目标

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碳化硅砖程序与理化目标

  不同的结合相将碳化硅结合在一起即制成不同种类的碳化硅耐火材料。常见的结合形式有:粘土结合、氧化物结合、莫来石结合、氮化硅(Si3N4)结合、重结晶(R-SiC)和反应烧结渗硅等。碳化硅质耐火材料的性质取决于结合相。①粘土结合碳化硅制品(Clay-SiC)是最普通的碳化硅质耐火材料。它是将10%~40%结合粘土与碳化硅颗粒一起配料,压制或捣打成型后在一般窑炉中烧成即可。锌冶炼炉、陶瓷窑炉的马弗板等使用Clay-SiC。②氧化物结合碳化硅制品(SiO2-SiC)实际上多是以SiO2为结合相。它是将5%~10%的SiO2微粉或石英细粉与SiC颗粒共同配料,有时需加助熔剂,压制成型后在一般窑炉中烧成。其特点是在烧成与使用过程中SiO2膜包裹在SiC颗粒上,抗氧化性大大优于Clay-SiC,高温强度也很高。此种产品广泛用做烧制瓷器(1300℃)的窑炉棚板,寿命比Clay-SiC提高一倍以上。③莫来石结合碳化硅制品(Mullite-SiC)将-Al2O3微粉和SiO2微粉加入到SiC的配料中,压制成型,在烧结过程中Al2O3与SiO2结合成莫来石;使用过程中,SiC氧化而成的SiO2也部分与Al2O3形成莫来石。此种材料热震稳定性好,广泛用于制造瓷器用匣钵、棚板。④氮化硅结合碳化硅制品(Si3N4-SiC)将金属硅粉与SiC砂一起配料,成型后在氮气保护下烧成,Si与N2反应形成Si3N4从而将SiC结合起来。此种材料广泛用于制造高炉用碳化硅砖、耐火窑具等。⑤重结晶碳化硅制品(R-SiC)以-SiC为原料,通过适当的颗粒级配并加入有效的表面活性剂制成-SiC料浆,浇注成型后(也有压制成型)在Ar气氛或线℃以上的高温下烧结,SiC蒸发并在SiC颗粒接合部凝聚再结晶从而将SiC颗粒结合起来。其高温强度高,抗氧化能力强,热震稳定性好,是优良的高温工程材料。陶瓷、砂轮行业的窑炉使用R-SiC横梁来搭建窑车,可使用至1600℃。⑥反应烧结渗硅碳化硅制品(SiSiC)用-SiC和石墨粉按比例混合后压制或线℃左右,通过液相或气相将Si渗入坯体,使之与石墨起反应生成-SiC,把-SiC颗粒结合起来,达到致密化。该材料的特点:a.没有开口气孔,使用时O2无法渗入到材料内部,因而具有极强的抗氧化和抗腐蚀能力;b.高温下的抗折强度是R-SiC的两倍,承载能力大幅度提高:c.非常良好的导热能力和耐磨性能:d.直至使用温度极限(1350℃),其体积稳定性都很好;e.由于渗入10%~20%的Si,其最高工作温度不超过1350%~1380℃,比R-SiC低;f.使用寿命是Si-SiC的2~3倍。这种材料的使用温度能满足大多数陶瓷和砂轮烧成的需求,己成为新一代的窑具材料,大有取代Si3N4-SiC和R-SiC窑具的趋势。碳化硅制品定义各种各样,它是用碳化硅材料,根据各种工艺,制作而成。碳化硅制品可以分为很多类。1、Si3N4-SiC砖Si3N4-SiC砖是用SiC和Si粉为原料,经氮化后烧成的耐火制品。SiC、Si3N4都是共价键化合物,烧结非常困难。在多级配的SiC颗粒和细粉中,加入磨细的工业硅粉,Si与N2在高温下进行2N2+3SiSi3N4反应烧结。反应时生成的Si3N4与SiC颗粒紧密结合而形成以Si3N4为结合相的碳化硅砖。研究发现,大多数Si3N+结合相为针状或纤维状结构,存在于SiC颗粒周围或SiC颗粒的孔隙处,Si3N4呈纵横交错的结构与SiC颗粒紧密结合,使之具有很高的常温和高温强度。2、Sialon-SiC砖在1700℃时,在Si3N4-Al4N4-Al4O6-Si3O6所构成的正方形相图中,有以Si3N4为起点向4/3(Al2O3,A1N)延伸,组成在相当大范围内变化的-Sialon相,有以Si2N2为起点大体向X相方向延伸,组成在较小范围内变化的O-Sialon相。在Si3N4-SiC制品的生产过程中,加入适量加入物,使氧进入Si3N4晶格,生成一定数量的-Sialon固熔体相,从而可以制造出Sialon-SiC砖3、自结合SiC砖在工业-SiC原料中加入工业硅和碳,在高温还原气氛下发生Si(s)+CSiC(s)的反应,生成-SiC,与原生高温型-SiC颗粒结合,制出自结合SiC材料,使制品具有良好的性能。表3为我国生产的SiC质耐火制品与国外的SiC质耐火制品的理化指标,与国外同类产品相比,我国生产的SiC质耐火制品各方面指标均达到了国外同类产品的水平。碳化硅制品的种类和用途:1.有色金属冶炼工业应用利用碳化硅具有耐高温,强度大,导热性能良好,抗冲击,作高温间接加热材料,如坚灌蒸馏炉。精馏炉塔盘,铝电解槽,铜熔化炉内衬,锌粉炉用弧型板,热电偶保护管等等。2.钢铁行业方面应用利用碳化硅的耐腐蚀,抗热冲击耐磨损。导热好的特点,用于大型高炉内衬提高了使用寿命。利用其导热系数,热辐射,高热强度大的特性,制造薄板窑具,不仅能减少窑具容量,还提高了窑炉的装容量和产品质量,缩短了生产周期,是陶瓷釉面烘烧烧结理想的间接材料。3.冶金选矿行业的应用碳化硅硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能,是耐磨管道、叶轮、泵室、旋流器、矿斗内衬的理想材料,具耐磨性能是铸铁,橡胶使用寿命的5-20倍,也是航空飞行跑道的理想材料之一。建筑陶瓷,砂轮工业方面的应用利用其导热系数。热辐射,高热强度大的特性,制造薄板窑具,不仅能减少窑具容量,还提高了窑炉的装容量和产品质量,缩短了生产周期,是陶瓷釉面烘烧烧结理想的间接材料。

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本站文章于2019-11-01 04:31,互联网采集,如有侵权请发邮件联系我们,我们在第一时间删除。 转载请注明:碳化硅砖程序与理化目标