碳化矽耐火材料

碳化矽耐火材料

碳化矽製品是以碳化矽砂為主要原料,選用不同的粘合劑生產的耐火材料。它的導熱係數高,約為粘土製品的10~14倍;膨脹係數低,熱穩定性好,高溫耐壓,抗折強度大,化學性能穩定,加之近年來粘合劑的不斷改進,克服了易氧化和受鹼蝕的弱點,因而碳化矽製品不僅是豎罐煉鋅必備的耐火材料,而且還廣泛地套用於鋼鐵冶金、化工、陶瓷等工業爐窯以及防腐耐磨泵和管道內襯。據統計,國外已有61%的高爐爐襯使用碳化矽製品;80年代以來,國內已開始在煉鐵高爐爐襯中試用,效果良好。

基本介紹

  • 中文名:碳化矽耐火材料
  • 外文名:Silicon carbide refractory
  • 原料:碳化矽砂
  • 特點:導熱係數高、膨脹係數低
  • 國內使用時間:80年代以來
  • 套用:鋼鐵冶金、化工、陶瓷等工業爐窯
碳化矽的分類,碳化矽及其製品的生產,碳化矽陶瓷,套用,

碳化矽的分類

工業用碳化矽通常含有2%左右的雜質,其中主要有二氧化矽、矽、鐵、鋁、鈣、鎂及碳。根據碳化矽的色澤及主要用途,碳化矽的分類大致如下:黑色碳化矽,代號TH,主要用於研磨材料和耐火材料;綠色碳化矽,代號TL,用於研磨材料和耐火材料,也可用來製造電阻元件(如矽碳棒)等;礬土碳化矽用於製造熱敏電阻和避雷器等。

碳化矽及其製品的生產

碳化矽砂是用二氧化矽與碳質原料於電爐內在高溫下煉製而成的,而碳化矽製品則是以碳化矽砂為骨料,以氧化物,矽酸鹽或矽粉作高溫結合材料、經成型、燒制而成。在電爐煉製碳化矽砂時,若以石油焦和石英砂為主要原料,得到的是黑色碳化矽砂;若配料時加入適量的食鹽,則可生產綠色碳化矽砂;若配入適量的礬土,可生產礬土碳化矽砂。

碳化矽陶瓷

碳化矽是共價鍵很強的化合物,其Si-C鍵的離子型僅12%左右,因此,它也具有優良的力學性能、優良的抗氧化性、高的抗磨損性以及低的摩擦係數等。碳化矽的最大特點是高溫強度高,普通陶瓷材料在1200~1400℃時強度將顯著降低,而碳化矽在1400℃時抗彎強度仍保持在500~600MPa的較高水平,因此其工作溫度可達1600~1700℃。再加上碳化矽陶瓷的熱傳導能力也較高,在陶瓷中僅次於氧化鈹陶瓷,因此碳化矽已經廣泛套用於高溫軸承、防彈板、噴嘴、高溫耐蝕部件以及高溫和高頻範圍的電子設備零部件等領域。
稀士氧化物如Y2O3等同樣可以作為碳化矽陶瓷的燒結助劑,通過液相燒結的途徑獲得緻密的碳化矽。由於其液相燒結是通過玻璃相的形成來降低孔隙率,提高緻密度的,因此,玻璃相的特性對燒結所得微觀結構影響很大。

套用

碳化矽質耐火材料擁有特殊性能,這決定著它可以在不同用條件和不同工業領域內使用。由於導熱性高,碳化矽質耐火材料廣泛用於製造馬弗爐、加熱式爐底及換熱器、匣缽、滲碳箱、熱電偶套管、一端封閉式測溫管及大磚。碳化矽製品還套用在許多非直接加熱式窯爐結構內,如鋅蒸餾塔、立式及臥式蒸餾罐等。在較廣的溫度範圍內,碳化矽質的耐火材料的機械強度及耐磨性均直,因此可以用它製造耐機械磨損的部件,其中包括低溫用的導軌及拉桿,以及受強烈磨損的旋分器、集塵器管道溜槽、爐底等的內襯、隧道窯窯車的格子板、濾氣用多孔品等等。碳化矽質耐火材料的特殊化學性能,使得它在有色冶金及化學工業的各種窯爐和裝置中的使用效果很好。碳化矽質耐火材料還在蒸汽鍋爐中使用。在工業中,碳化矽質耐火材料的使用規模還遠遠不夠。近年來此種耐火材料生產規模的增長,而在工業中,特別是在陶瓷工業、有色及黑色冶金中的廣泛使用提供了可能性。

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