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宋伟 先生
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发布时间:2022-04-03 02:19:01
碳化硅是一种能够抵抗高温作用的固体材料,广泛应用于冶金工业。根据其化学性质和成份的不同,碳化硅通常可分为:酸性碳化硅(石英、硅砖);半酸性碳化硅(半硅砖);中性碳化硅(铬砖、粘土砖、高铝砖);特别是矿山选厂用排放输送管道的内放,其耐磨程度是普通耐磨材料的6—7倍。碱性碳化硅(镁砖、铬镁砖、镁铝砖、白云石砖、镁砂、白云石及镁质耐火泥)等。
碱性碳化硅由于具有耐火度高、热稳定性好、抗渣性好等优良特性,目前被广泛应用于冶炼设备中。在转炉与电炉炼钢过程中,钢水对炉衬碳化硅会产生机械冲刷,与此同时构成碳化硅的组成元素溶解到钢水中并与钢水之间发生化学反应。钢水对炉衬的机械冲刷以及二者之间的化学反应:一方面导致炉衬碳化硅的受损与侵蚀;可用做炼钢的脱氧剂和铸铁***的改良剂,可用做制造化工原料,是硅树脂工业的主要原料。另一方面会对钢水及钢材的质量产生影响。
在炼钢过程中,炉衬耐火砖受到侵蚀后,砖的脱碳层和反应层发生结构变化引起松弛。受熔融钢水、炉渣、炉气以及兑入铁水和加入散料、废钢时的机械冲刷,使得碳化硅脱落并卷入钢溶液中,形成非金属夹杂。钢材中的非金属夹杂物与钢材本身的性能有很大差别。从力学角度分析,非金属夹杂物的存在部位是钢材的应力集中点,对钢材的强度、刚度以及持久力等力学性能都有很大影响。因此,非金属夹杂是影响钢材质量的严重缺陷之一。工业碳化硅因所含杂质的种类和含黑碳化硅的用途及种类不同,而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色,透明度随其纯度不同而异。
构成碳化硅的一些元素,直接溶解到钢水中,使得熔池中的氧、碳及其他非金属元素增加。在一定条件下,钢水中非金属元素之间相互反应生成非金属夹杂物。同理也会对钢水及钢材质量造成不利影响。
由于碳化硅具有很高的硬度、化学稳定性和一定的韧性,所以是一种用途很广的磨料,可用以制造砂轮、油石、涂附磨具或自由研磨。它主要是用于研磨玻璃、陶瓷、石材等非金属材料、铸铁及某些非铁金属,它与这些材料之间的反应性很弱。由于它是普通废料中硬度较高的材料,所以包常用以加工硬质合金、钛合金、高速等难磨材料及修正砂轮用。碳化硅硬度只是次于金刚石,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,其耐磨性能是铸铁、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。目前我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。
根据结合相的不同,碳化硅制品可分为以下几类:
1. 氧化物结合碳化硅。以Al2O3-SiO2系硅酸盐为结合相,包括黏土结合、莫来石结合和SiO2结合碳化硅。
2. 氮化物结合碳化硅。结合相为SiN4、Si2N2O、Sialon等共价键化合物。
3. 自结合碳化硅。包括β-SiC结合碳化硅和重结晶碳化硅。
4. 渗硅反应烧结碳化硅。由碳化硅和游离硅组成的一种碳化硅质工程陶瓷材料。
此外,通常将碳化硅含量在50%以下的耐火制品称为半碳化硅质制品,半碳化硅质制品包括熟料碳化硅制品、高铝碳化硅制品、锆英石碳化硅制品、莫来石碳化硅制品和刚玉碳化硅制品等。
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