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發(fā)布時(shí)間：2021-09-04 18:57
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碳化硅在航空領(lǐng)域的應(yīng)用：
碳化硅制作成碳化硅纖維，碳化硅纖維主要用作耐高溫材料和增強(qiáng)材料，耐高溫材料包括熱屏蔽材料、耐高溫輸送帶、過濾高溫氣體或熔融金屬的濾布等。隨著國際和中國經(jīng)濟(jì)形勢的好轉(zhuǎn)，碳化硅行業(yè)也會(huì)迎來一定的發(fā)展機(jī)會(huì)，需要注意的是國家對(duì)環(huán)境的管控將會(huì)更加嚴(yán)厲。用做增強(qiáng)材料時(shí)，常與碳纖維或玻璃纖維合用，以增強(qiáng)金屬和陶瓷為主，如做成噴氣式飛機(jī)的剎車片、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、著陸齒輪箱和機(jī)身結(jié)構(gòu)材料等，還可用做體育用品，其短切纖維則可用做高溫爐材等。
碳化硅粗料已能大量供應(yīng)，但是技術(shù)含量較高的納米級(jí)碳化硅粉體的應(yīng)用短時(shí)間不可能形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。
碳化硅是一種能夠抵抗高溫作用的固體材料，廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè)。根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)和成份的不同，碳化硅通常可分為：酸性碳化硅(石英、硅磚)；碳化硅晶體結(jié)構(gòu)分為六方或菱面體的α-SiC和立方體的β-SiC(稱立方碳化硅)。半酸性碳化硅(半硅磚)；中性碳化硅(鉻磚、粘土磚、高鋁磚)；堿性碳化硅(鎂磚、鉻鎂磚、鎂鋁磚、白云石磚、鎂砂、白云石及鎂質(zhì)耐火泥)等。
堿性碳化硅由于具有耐火度高、熱穩(wěn)定性好、抗渣性好等優(yōu)良特性，目前被廣泛應(yīng)用于冶煉設(shè)備中。在轉(zhuǎn)爐與電爐煉鋼過程中，鋼水對(duì)爐襯碳化硅會(huì)產(chǎn)生機(jī)械沖刷，與此同時(shí)構(gòu)成碳化硅的組成元素溶解到鋼水中并與鋼水之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。高硬度碳化硅陶瓷的耐化學(xué)腐蝕性好、強(qiáng)度高、硬度高，耐磨性能好、摩擦系數(shù)小，且耐高溫，因而是制造密封環(huán)的理想材料。鋼水對(duì)爐襯的機(jī)械沖刷以及二者之間的化學(xué)反應(yīng)：一方面導(dǎo)致爐襯碳化硅的受損與侵蝕；另一方面會(huì)對(duì)鋼水及鋼材的質(zhì)量產(chǎn)生影響。
目前廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐、電爐、連鑄、爐外精煉以及鋼包中的碳化硅，是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一類較為新型的堿性碳化硅——碳復(fù)合碳化硅。碳復(fù)合碳化硅中一般含有3%～30%的碳。從力學(xué)角度分析，非金屬夾雜物的存在部位是鋼材的應(yīng)力集中點(diǎn)，對(duì)鋼材的強(qiáng)度、剛度以及持久極限等力學(xué)性能都有很大影響。在煉鋼過程中，碳的氧化反應(yīng)是冶煉過程的重要反應(yīng)。把鋼水中的含碳量氧化降低到所煉鋼號(hào)的規(guī)格內(nèi)，是煉鋼的重要任務(wù)之一。
而碳化硅的脫碳會(huì)造成鋼水中碳的含量增加改變鋼的組成，尤其在冶煉純凈鋼、超純凈鋼時(shí)，碳化硅的脫碳會(huì)對(duì)鋼水及鋼材質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。碳化硅的脫碳機(jī)理為：當(dāng)冶煉進(jìn)行的一定程度后，鋼與碳化硅之間存在一定的液相隔離層。鋼水對(duì)爐襯的機(jī)械沖刷以及二者之間的化學(xué)反應(yīng)：一方面導(dǎo)致爐襯碳化硅的受損與侵蝕。反應(yīng)物在碳化硅表面形成一個(gè)固相產(chǎn)物層，碳化硅中的組成元素穿過該層擴(kuò)散到鋼水中。
根據(jù)結(jié)合相的不同，碳化硅制品可分為以下幾類：
1. 氧化物結(jié)合碳化硅。以Al2O3-SiO2系硅酸鹽為結(jié)合相，包括黏土結(jié)合、莫來石結(jié)合和SiO2結(jié)合碳化硅。
2. 氮化物結(jié)合碳化硅。結(jié)合相為SiN4、Si2N2O、Sialon等共價(jià)鍵化合物。
3. 自結(jié)合碳化硅。包括β-SiC結(jié)合碳化硅和重結(jié)晶碳化硅。
4. 滲硅反應(yīng)燒結(jié)碳化硅。由碳化硅和游離硅組成的一種碳化硅質(zhì)工程陶瓷材料。
此外，通常將碳化硅含量在50%以下的耐火制品稱為半碳化硅質(zhì)制品，半碳化硅質(zhì)制品包括熟料碳化硅制品、高鋁碳化硅制品、鋯英石碳化硅制品、莫來石碳化硅制品和剛玉碳化硅制品等。
