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碳化硅陶瓷加工 郑州测量底座厂家

2024/2/3 2:15:05发布12次查看
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2012年在经济发展速度放缓的情况下,生产情况普遍不理想,加之光伏企业举步维艰,碳化硅作为耐材、磨料和光伏行业的基础原材料,出口和内销均大幅下滑。绿碳化硅微粉加工企业更是身陷光伏企业的债务链条,多数冶炼企业没有开工,或者短暂开工后即停产。
碳化硅(sic)因其很大的硬度而成为种重要的磨料,但其应用范围却超过般的磨料。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,它所具有的导电性使其成为种重要的电加热元件等。制备sic制品先要制备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,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,制备绿碳化硅时还要添加适量食盐)经高温制备而成。高温制备sic冶炼块的热工设备是的碳化硅电炉,其结构由炉底、内面镶有电的端墙、可卸式侧墙、炉心体(称为:电炉中心的通电发热体,般用石墨粉或石油焦炭按定的形状与尺寸安装在炉料中心,般为圆形或矩形。其两端与电相连)等组成。该电炉所用的烧成方法俗称:埋粉烧成。它通电即为加热开始,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,但分解出的si又会与炉料中的c生成sic。每组电炉配备组变压器,但生产时只对单电炉供电,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,停电后生成sic的反应基本结束,再经过段时间的冷却就可以拆除侧墙,然后逐步取出炉料。 [5]
高温煅烧后的炉料从外到内分别是:未反应料(在炉中起保温作用)、氧碳化硅羼(半反应料,主要成分是c与sio。)、粘结物层(是粘结很紧的物料层,主要成分是c、sio2、40%~60%sic以及fe、al、ca、mg的碳酸盐)、无定形物层(主要成分是70%~90%sic,而且是立方sic即β-sic,其余是c、sio2及fe、a1、ca、mg的碳酸盐)、二品sic层(主要成分是90%~95%sic,该层已生成六方sic即口sic,但结晶体较小、很脆弱,不能作为磨料)、品sic层(sic含量<96%,而且是六方sic即口sic的粗大结晶体)、炉芯体石墨。在上述各层料中,通常将未反应料和部分氧碳化硅层料作为乏料收集,将氧碳化硅层的另部分料与无定形物、二品、部分粘结物起收集为回炉料,而些粘结很紧、块度大、杂质多的粘结物则抛弃之。而品则经过分、粗碎、细碎、化学处理、干燥与筛分、磁选后就成为各种粒度的黑色或绿色的sic颗粒。要制成碳化硅微粉还要经过水选过程;要做成碳化硅制品还要经过成型与结烧的过程。
2012年黑碳化硅的主产地为宁夏和甘肃,青海和新疆的原有产能逐渐被淘汰,加上湖北丹江口弘源的冶炼产能,共计76.9万吨, 2012年总产量约为34万吨,黑碳化硅冶炼企业的产能利用率约为44.5%。
碳化硅至少有70种结晶型态。α-碳化硅为常见的种同质异晶物,在高于2000 °c高温下形成,具有六角晶系结晶构造(似纤维锌矿)。β-碳化硅,立方晶系结构,与钻石相似,则在低于2000 °c生成,结构如页面附图所示。虽然在异相触媒担体的应用上,因其具有比α型态更高之单位表面积而引人注目,而另种碳化硅,μ-碳化硅为稳定,且碰撞时有较为悦耳的声音,但直至今日,这两种型态尚未有商业上之应用。
因其3.2g/cm3的比重及较高的升华温度(约2700 °c) ,碳化硅很适合做为轴承或高温炉之原料物件。在任何已能达到的压力下,它都不会熔化,且具有相当低的化学活性。由于其高热导性、高崩溃电场强度及高电流密度,在半导体高功率元件的应用上,不少人试着用它来取代硅[1]。此外,它与微波辐射有很强的耦合作用,并其所有之高升华点,使其可实际应用于加热金属。
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