目前中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.20~3.25,显微硬度为2840~3320kg/mm2。碳化硅的硬度很大,莫氏硬度为9.5级,仅次于很硬的金刚石(10级),具有优良的导热性能,是一种半导体。纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同,而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色,透明度随其纯度不同而异。
碳化硅的性质和作用是什么?
碳化硅(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物-莫桑石中。碳化硅又称金钢砂或耐火砂。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。
黑碳化硅是以石英砂,石油焦和硅石为主要原料,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,性脆而锋利。绿碳化硅是以石油焦和硅石为主要原料,添加作为添加剂,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。
一)在冶金工业上的应用
(1)炼铁。在炼铁高炉的炉缸、炉腹、炉腰及风口区使用碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖或石墨碳化硅砖。在高炉风口上使用氮化硅结合的碳化硅套砖。在罐和混铁炉的炉衬上,以及铁沟料、出铁口用的炮泥中使用含碳化硅的Al2O3-SiC-C复合砖和不定形材料。
(2)炼钢。在炼钢方面,用碳化硅制成钢水测温套管,用含碳化硅的不烧砖做盛钢桶内衬,在连铸用长水口砖和整体塞棒上使用含碳化硅质的Al2O3-SiC-C砖。
(3)轧钢。在轧钢加热炉上用刚玉碳化硅滑轨砖、非金属陶瓷换热器,在铁鱗还原炉上用碳化硅质马弗罩等。
原料的处理也会对碳化硅的制造产生影响。如果原料处理不当,可能会导致坯体出现裂纹、变形等问题。因此,在处理原料时,需要采用一定的工艺和技术,如烘干、煅烧等,以避免出现这些问题。
综上所述,原料选择与处理对碳化硅的制造有重要影响,直接关系到产品的质量和性能。因此,在选择和处理原料时,需要进行深入的研究和技术开发,以保证制造出的碳化硅的质量。