碳化硅材料不僅密度低,而且硬度極高,是極硬的陶瓷材料之一。其材料性能在1400°C的溫度下可以保持不變。較高的楊氏模量(>400GPa)確保了高壓下的尺寸穩(wěn)定性。它還具有毒理學(xué)安全性,也可用于食品工業(yè)。此外,SiC材料具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性,低熱膨脹性,并且非常耐酸堿。所以碳化硅陶瓷在航天航空、能源開采、電子工業(yè)和機械構(gòu)造等方面得到很大的應(yīng)用---旋轉(zhuǎn)滾珠和滾子軸承刀具發(fā)動機部件閥門、搖臂墊、密封面感應(yīng)加熱盤管支架渦輪葉片、葉片、鏟斗焊接和釬焊夾具加熱元件組件固定和移動式渦輪機部件密封件、軸承、泵葉球閥配件耐磨板窯具熱交換器半導(dǎo)體晶圓加工設(shè)備精密加工碳化硅陶瓷異形件。機械零件碳化硅陶瓷球
碳化硅陶瓷的硬度很大、可制備成各種磨削用的砂輪、砂紙和磨料,主要用于機械加工行業(yè)。碳化硅陶瓷的莫氏硬度為9.2~9.6,次于金剛石和碳化硼,是一種常用的磨料。碳化硅磨料的化學(xué)成分包括碳化硅、游離碳和Fe2O3。碳化硅的含量越高,其硬度與磨削性能就越好。我國工業(yè)碳化硅主要作磨料用。磨料在工業(yè)上應(yīng)用非常廣,特別是加工高精度的零件或者很硬的零件,磨料磨具必不可少。
對于刀具的刃磨和堅硬材料的切割,砂輪也是必不可少的工具。碳化硅砂輪是用磨料和結(jié)合劑樹脂等制成的中間有通孔的圓形固結(jié)磨具,它在模具中使用量比較大。碳化硅主要成分為黑碳化硅和綠碳化硅兩種。黑碳化硅相對綠碳化硅硬度較低,用來磨硬度較低的材料,如鑄鐵和非金屬材料;鋁碳化硅適合磨削硬質(zhì)合金,光學(xué)玻璃、碳合金之類的東西。還有一種立方碳化硅用于微型軸承的超精磨。在相同粒度的其他磨料中,立方碳化硅的加工效率比較高。 機械零件碳化硅陶瓷球定制多孔碳化硅陶瓷圓盤。
碳化硅陶瓷可用于噴嘴 ---主要是利用了碳化硅陶瓷具有高硬度、高耐磨性、價格低廉的特點。與同樣用作噴嘴的氧化鋁陶瓷相比,氧化鋁陶瓷硬度比較低、耐磨性較差。碳化硅陶瓷的使用壽命通常是氧化鋁陶瓷使用壽命的3-5倍,因此氧化鋁陶瓷通常用于噴砂量不是太大的場合。與用于噴嘴的碳化硼陶瓷相比,碳化硼陶瓷硬度高、耐磨性好,但價格高,限制了使用范圍。
碳化硅陶瓷可用于磁力泵泵件 ---隨著工業(yè)化的發(fā)展,特別ISO14000國際標準的貫徹執(zhí)行,對不利于環(huán)境保護液體的輸送提出了更高的要求。磁力泵由于采用靜密封代替機械密封、填料密封等動密封,因而泄露更小、可靠性更高、使用壽命更長。另外對磁力泵一般的要求免維護的時間為八年,即要求連續(xù)運轉(zhuǎn)八年不得拆卸,所以對磁力泵泵件的選擇提出了更高的要求。如泵中的泵軸、止推盤、軸套等,必須耐腐蝕、耐磨損。目前能滿足上述要求的材料只有碳化硅陶瓷。
碳化硅陶瓷的特性主要包括:可重復(fù)使用,不會造成材料浪費,倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展;耐化學(xué)腐蝕,可以用在高腐蝕的化工廠等,在-70℃至+260℃的溫度范圍內(nèi)耐腐蝕、抗氧化和抗腐蝕性能極高,使用壽命長,更低的維護成本和更長的正常運行時間;耐高溫,1800℃正常使用,且不會被融化損傷,穩(wěn)定性強;高導(dǎo)熱性、超高溫穩(wěn)定性,結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定。其熱傳導(dǎo)能力在陶瓷中次于氧化鈹陶瓷。
更多的化工企業(yè)選擇使用碳化硅作為換熱材料而不是氧化鈹。原因很簡單——眾所周知,雖然氧化鈹陶瓷是沒有毒的,但其原料BeO是一種有毒物質(zhì),在制造和使用過程中產(chǎn)生的BeO粉塵和蒸汽對人體健康會造成嚴重的損害,對其毒性采取的防護措施額外增加了成本,使原來就價格不菲的BeO陶瓷變得更加昂貴。綜合對比,碳化硅陶瓷的性價比就顯得更高了,不僅性能良好,原料還對人體無害且價格更低廉,更適合大批量的生產(chǎn)作業(yè)。 來圖可加工定制碳化硅陶瓷板。
碳化硅陶瓷比金屬更耐高溫,其熱膨脹系數(shù)也小。碳化硅是在高溫下制成的。在某些高溫環(huán)境下,要求材料既要有一定的加工強度,又要滿足加工精度,碳化硅陶瓷能達到這兩點。碳化硅的最高使用溫度為800℃左右,而鋼的承受溫度為250℃。粗略計算,碳化硅的平均熱膨脹系數(shù)在25~1400℃范圍內(nèi)為4.4×10-6/℃。碳化硅的熱膨脹系數(shù)測定結(jié)果表明,其量值與其他磨料及高溫材料相比要小得多,如剛玉的熱膨脹系數(shù)可高達(7~8)×10-6/℃。
碳化硅材料的密度比金屬小,因而造出的設(shè)備更加輕巧。 鑫鼎陶瓷廠家專業(yè)定制加工隔熱碳化硅陶瓷片。四川米黃色碳化硅陶瓷柱塞
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碳化硅陶瓷材料的電氣性能--工業(yè)恒溫碳化硅陶瓷是一種半導(dǎo)體,屬于雜質(zhì)導(dǎo)電性。高純碳化硅的內(nèi)阻隨溫度升高而降低。不同雜質(zhì)的碳化硅導(dǎo)電率也不同。
碳化硅陶瓷材料的親水性SiC是一種具有強共價鍵的化合物。碳化硅陶瓷材料中Si-C鍵的離子性質(zhì)只有12%左右。因此,碳化硅硬度高、彈性模量大、耐磨性好。值得指出的是,碳化硅表面形成的二氧化硅層會抑制碳化硅氧化時氧的進一步擴散,因此氧化率較低。
與氧化物和氮化物一樣,碳化硅陶瓷是一種非常耐磨的材料,一旦燒制就需要金剛石研磨方法進行加工。 機械零件碳化硅陶瓷球