碳化硅陶瓷的发展与应用

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碳化硅陶瓷材料的发展历史

碳化硅陶瓷材料的发展历史

碳化硅陶瓷材料的发展历史
碳化硅陶瓷材料是一种高性能的陶瓷材料,具有优异的高温强度、耐腐蚀性、抗氧化性、高温稳定性和机械性能等特点。

以下是碳化硅陶瓷材料的发展历史:
20世纪50年代初,美国GE公司和日本电气公司开始研究碳化硅陶瓷材料。

1960年代,碳化硅陶瓷材料开始用作航空发动机喷气嘴和火箭发动机喷嘴等高温结构件。

1970年代后期,碳化硅陶瓷材料开始用于制造热交换器、机械密封件、高温炉具等工业设备和零部件。

1980年代后期,随着碳化硅陶瓷材料对高温、耐腐蚀、抗氧化等性能要求的提高,其应用范围得到进一步扩展。

1990年代,碳化硅陶瓷材料逐渐用于半导体制造、太阳能电池制造、光电子技术等领域,成为高科技领域中的重要材料之一。

21世纪以来,碳化硅陶瓷材料的应用范围不断扩大,例如用于制造高温电子器件、高功率半导体器件、纳米材料等。

碳化硅陶瓷材料的发展历史可以追溯到上世纪50年代初,经过多年的研究和应用,已成为高性能材料领域中的重要代表之一。

随着科技的进步和应用需求的变化,碳化硅陶瓷材料有望在更广泛的领域得到应用。

碳化硅陶瓷的制备技术

碳化硅陶瓷的制备技术

喷嘴:作喷嘴的陶瓷材料有多种,常用
的是氧化铝、碳化硅和碳化硼陶瓷等。 氧化铝陶瓷喷嘴的价格低,但由于硬度 低,其耐磨性较差,多用于喷砂工作量 不大的场合。碳化硅陶瓷的使用寿命是 氧化铝陶瓷的3-5倍【】,与硬质合金 相当,多用于硬质合金的替代品,特别 是在手持喷枪的工况中使用。
磁力泵泵件:随着工业化的发展,特别
碳化硅陶瓷的制备技术及应用
一、碳化硅的前沿
二、SiC粉末的合成 三、SiC的烧结方法
四、反应烧结碳化硅的成型工艺
五、碳化硅陶瓷的应用
碳化硅陶瓷的制备技术及应用
1、前沿:
碳化硅陶瓷材料具有高温强度大, 高温抗氧化性 强、耐磨损性能好 ,热稳定性佳 ,热膨胀系数小, 热导率大, 硬度高 ,抗热震和耐化学腐蚀等优良特 性. 在汽车、机械化工、环境保护、 空间技术、 信 息电子 、能源等领域有着日益广泛的应用,已经成为 一种在很多工业领域性能优异的其他材料不可替代的 结构陶瓷。
以下是对四种烧结方法的一些概括: 实验表明,采用无压烧结、热压烧结、热 等静压烧结和反应烧结的SiC陶瓷具有各异的 性能特点。假如就烧结密度和抗弯强度来说, 热压烧结和热等静压烧结SiC陶瓷相对较高, 反应烧结SiC相对较低。另一方面,SiC陶瓷的 力学性能还随烧结添加剂的不同而不同。无压 烧结、热压烧结和反应烧结SiC陶瓷对强酸、 强碱具有良好的抵抗力,但反应烧结SiC陶瓷 对HF等超强酸的抗蚀性较差。就耐高温性能比 较来看,当温度低于900℃时,几乎所有SiC陶 瓷强度均有所提高;当温度超过1400℃时,反 应烧结SiC陶瓷抗弯强度急剧下降。(这是由 于烧结体中含有一定量的游离Si,当超过一定 温度抗弯强度急剧下降所致)对于无压烧结和 热等静压烧结的SiC陶瓷,其耐高温性能主要 受添加剂种类的影响

国内外碳化硅陶瓷材料研究与应用进展

国内外碳化硅陶瓷材料研究与应用进展

国内外碳化硅陶瓷材料研究与应用进展一、本文概述碳化硅陶瓷材料,作为一种高性能的无机非金属材料,因其出色的物理和化学性能,如高强度、高硬度、高热稳定性、良好的化学稳定性以及低热膨胀系数等,在航空航天、汽车、能源、电子等多个领域具有广泛的应用前景。

本文旨在全面综述国内外碳化硅陶瓷材料的研究现状、发展趋势和应用领域,以期为相关领域的科研人员和技术人员提供有价值的参考。

本文首先回顾了碳化硅陶瓷材料的发展历程,并分析了其独特的物理和化学性质,以及这些性质如何使其在众多领域中脱颖而出。

随后,文章重点介绍了国内外在碳化硅陶瓷材料制备工艺、性能优化、结构设计等方面的研究进展,包括新型制备技术的开发、复合材料的制备与应用、纳米碳化硅陶瓷的研究等。

文章还讨论了碳化硅陶瓷材料在航空航天、汽车、能源、电子等领域的应用现状及未来发展趋势。

通过本文的综述,我们期望能够为碳化硅陶瓷材料的研究与应用提供更为清晰和全面的视角,推动该领域的技术进步和创新发展。

我们也期待通过分享国内外的研究经验和成果,为国内外科研人员和技术人员搭建一个交流与合作的平台,共同推动碳化硅陶瓷材料的发展和应用。

二、碳化硅陶瓷材料的制备技术碳化硅陶瓷材料的制备技术是决定其性能和应用领域的关键因素。

经过多年的研究和发展,目前碳化硅陶瓷的主要制备技术包括反应烧结法、无压烧结法、热压烧结法、气相沉积法等。

反应烧结法:反应烧结法是一种通过碳和硅粉在高温下反应生成碳化硅的方法。

这种方法工艺简单,成本较低,但制备的碳化硅陶瓷材料致密度和性能相对较低,主要用于制备大尺寸、低成本的碳化硅制品。

无压烧结法:无压烧结法是在常压下,通过高温使碳化硅粉末颗粒之间发生固相反应,实现烧结致密化。

这种方法制备的碳化硅陶瓷材料具有较高的致密度和优良的力学性能,但烧结温度较高,时间较长。

热压烧结法:热压烧结法是在加压和高温条件下,使碳化硅粉末颗粒之间发生固相反应,实现快速烧结致密化。

这种方法制备的碳化硅陶瓷材料具有极高的致密度和优异的力学性能,但设备成本高,生产效率较低。

碳化硅材料的发展前景

碳化硅材料的发展前景

碳化硅材料的发展前景碳化硅材料作为一种重要的结构陶瓷材料,在近年来得到了广泛的关注和应用。

由于其优异的高温稳定性、化学稳定性、硬度和耐磨性,碳化硅材料在多个领域展现出了巨大的潜力,有着广阔的发展前景。

一、碳化硅材料在电子领域的应用:在电子领域,碳化硅材料因其优异的导热性和绝缘性能,被广泛应用于半导体材料、功率电子器件、高压电力设备等方面。

随着电子产品的迅速发展,碳化硅材料在电子行业的需求量也在逐渐增加,因此碳化硅材料在电子领域有着较为广阔的市场前景。

二、碳化硅材料在航空航天领域的应用:在航空航天领域,碳化硅材料因其轻质、高强度、高温稳定性等特点,被广泛应用于航空发动机、航天器结构件等领域。

碳化硅材料的应用可以有效降低航空航天器材料的质量,提高设备的性能和使用寿命,因此碳化硅材料在航空航天领域有很大的发展空间。

三、碳化硅材料在化工领域的应用:在化工领域,碳化硅材料由于其良好的耐腐蚀性能和高温稳定性,被广泛应用于各种化工设备的制造。

碳化硅材料可以有效降低化工设备的维护成本和提高设备的使用寿命,因此在化工领域有着广阔的市场需求。

四、碳化硅材料在机械制造领域的应用:在机械制造领域,碳化硅材料因其硬度高、耐磨性好等特点,被广泛用于制造高速切削工具、轴承、密封件等零部件。

碳化硅材料可以有效提高机械零部件的耐磨性和使用寿命,因此在机械制造领域有着较大的市场需求。

综上所述,碳化硅材料由于其优异的性能特点,在电子、航空航天、化工、机械等领域都有着广泛的应用前景和市场需求。

随着科技的不断进步和工业的不断发展,碳化硅材料将会在更多领域展现出其巨大的潜力,成为未来材料领域的重要发展方向。

碳化硅陶瓷在化工领域的应用

碳化硅陶瓷在化工领域的应用

碳化硅陶瓷在化工领域的应用
碳化硅陶瓷在化工领域具有广泛的应用。

以下是从多个角度对其应用进行全面回答:
1. 耐腐蚀性能,碳化硅陶瓷具有优异的耐腐蚀性能,能够抵抗酸、碱、盐等多种化学介质的侵蚀。

因此,在化工领域中,碳化硅陶瓷常被用于制造耐腐蚀的反应器、储罐、管道等设备,用于处理酸碱废液、高温高压介质等。

2. 高温稳定性,碳化硅陶瓷具有出色的高温稳定性,能够在高温环境下保持其物理和化学性质的稳定。

因此,它常被应用于高温炉、热交换器、燃烧器、窑炉等化工设备中,用于处理高温反应、热传导、燃烧等过程。

3. 磨损耐用性,碳化硅陶瓷具有优异的磨损耐用性,能够抵抗颗粒物料的冲刷和磨损。

因此,在化工领域中,碳化硅陶瓷常被用作磨料、磨球、磨棒等磨料材料,用于颗粒物料的研磨、研磨和混合等工艺。

4. 绝缘性能,碳化硅陶瓷具有良好的绝缘性能,能够在高电压
和高频率下保持其绝缘特性。

因此,在化工领域中,碳化硅陶瓷常被应用于制造绝缘件、电子元件、电解槽等设备,用于电气绝缘、电解过程等。

5. 导热性能,碳化硅陶瓷具有优异的导热性能,能够快速传导热量。

因此,在化工领域中,碳化硅陶瓷常被应用于制造散热器、换热器、热管等设备,用于热传导和热能转换等过程。

总结起来,碳化硅陶瓷在化工领域的应用非常广泛,涵盖了耐腐蚀、高温稳定、磨损耐用、绝缘和导热等多个方面。

它在化工设备制造、处理化学介质、高温反应、磨料加工、电气绝缘和热传导等方面发挥着重要的作用。

碳化硅材料的制备与应用

碳化硅材料的制备与应用

碳化硅材料的制备与应用碳化硅(SiC)作为一种高性能陶瓷材料,在工业和军事领域中具有广泛应用。

它的制备和应用已经引起了人们的广泛关注和研究。

一、制备1. 前驱体法前驱体法是一种重要的制备碳化硅的方法。

通过化学反应合成SiC前驱体,再将前驱体高温热解制备成SiC材料。

前驱体一般分为有机前驱体和无机前驱体两类。

有机前驱体主要指由含硅有机化合物和碳源化合物通过化学反应制备SiC前驱体的方法。

无机前驱体指的是由含硅无机化合物和化学还原剂合成的含硅混合物,然后通过高温处理得到SiC材料。

前驱体法制备的SiC材料具有高度纯度和卓越的性能。

2. 真空热解法真空热解法也是一种常见的制备SiC材料的方法。

在高温(约2000℃)下,将Si和C材料置于真空环境中,通过热解反应制备出碳化硅材料。

该方法制备出的SiC材料晶体结构完整、热稳定性强、机械性能高、导热性好。

二、应用碳化硅材料在工业和军事领域中广泛应用。

以下是一些典型的应用示例:1. 模具材料碳化硅材料因其高温强度和耐腐蚀性能优异,被广泛应用于模具材料的制备中。

例如,用SiC材料制作的玻璃模具,可以在高温环境下保持形状稳定性,使得玻璃制品具有优良的表面光洁度和精度。

2. 焊接材料碳化硅材料可用于高温下的托盘、炉辊和焊接工段等应用。

例如,用碳化硅陶瓷制成的托盘具有优良的机械性能和耐腐蚀性能,在高温烘干和烧结过程中能够保持长期稳定。

3. 功能陶瓷材料碳化硅材料在电子器件和实验仪器等领域中有广泛的应用。

例如,用SiC材料制作的红外吸收陶瓷,具有良好的热稳定性和强大的红外吸收能力,用于红外探测器、红外传感器等的制备。

4. 涂层材料碳化硅材料因其高硬度、高耐磨性和高温稳定性等物理性质优异,被广泛应用于涂层材料的制备中。

例如,用碳化硅薄膜涂层制作的机械零部件,具有优秀的摩擦学和生物相容性,可以用于人工心脏、骨骼等医学器械的制备。

总之,碳化硅材料的制备和应用已经得到了广泛的研究和应用。

碳化硅陶瓷的性能与应用

碳化硅陶瓷的性能与应用

碳化硅陶瓷的性能与应用李 缨1 黄凤萍2 梁振海1(1咸阳陶瓷研究设计院 陕西咸阳 712000) (2陕西科技大学化工学院 西安 710021)摘 要 详细的介绍了碳化硅原料的生产,碳化硅陶瓷的抗氧化、耐酸碱等化学性能,微观结构、色泽、热膨胀和导热系数、硬度、韧性等物理性能。

并阐述了3种常用碳化硅陶瓷的致密化技术以及碳化硅在耐火材料、军事、航空航天、钢铁、电气和电工等工业部门的应用以及优越的性能和未来的应用前景。

关键词 碳化硅 陶瓷 性能 应用 碳化硅是一种人造材料,只是在人工合成碳化硅之后,才证实陨石中及地壳上偶然存在碳化硅,碳化硅的分子式为SiC,分子量为40.07,质量百分组成为70. 045的硅与29.955的碳,碳化硅的密度为3.16~3.2g 。

由于碳化硅陶瓷具有诸多优异的性能,近年来被广泛应用于航空航天、机械工业、电子等各个领域,市场前景广阔,因此,研究其性能与应用具有十分重要的意义。

1 碳化硅粉体的制备碳化硅粉体的制备方法较多,有最古老的阿奇逊合成法(Acheson),也有近十几年发展起来的激光法和有机前驱体法,以下介绍的是典型的Acheson碳化硅合成方法[1]。

该方法是采用碳热还原过程将SiO2与C反应生成SiC,反应式如下:SiO2+3C SiC+2C O二氧化硅原料的可选用熔融石英砂或破碎过的石英岩,碳可用石墨、石油焦或无灰无烟煤制取,加入NaCl和木屑作为添加剂,一般在2000~2400℃的电弧炉中反应合成。

整个反应炉由可移动的耐火砖组成,长10~20m,宽与高3~4m,可容纳400t石墨电极,放在两端,通电后产生高温。

由于反应过程中整个电弧炉很大,温度场的分布不均匀,中心温度远高于炉壁温度,因此造成在碳化硅的合成炉生成带中产物的不均匀,并常有不纯物质,核芯部位的产物是纯的绿色碳化硅,向外杂质较多,一般杂质为铁、铝、碳等,因此颜色呈黑色。

此方法生产的SiC再经分拣与粉碎后分级成不同粒径的颗粒。

碳化硅陶瓷的发展及应用

碳化硅陶瓷的发展及应用

碳化硅陶瓷的发展及应用碳化硅陶瓷是一种新兴的陶瓷材料,具有出色的性能和广泛的应用前景。

在过去几十年里,碳化硅陶瓷得到了广泛的研究和开发,取得了重要的进展和突破,在许多领域都有各种应用。

首先,碳化硅陶瓷具有出色的耐高温性能。

它的熔点高达2700,在高温环境下能够保持稳定的性能,不易熔化和变形。

因此,碳化硅陶瓷被广泛应用于高温炉、导热材料、热交换器等领域,可以有效地提高设备的使用寿命和性能。

其次,碳化硅陶瓷还具有优异的硬度和抗磨性能。

它的硬度接近于金刚石,能够抵抗高速摩擦和磨损,因此被广泛应用于磨料、切割工具、轴承等领域。

此外,碳化硅陶瓷的抗腐蚀性能也很好,可以在恶劣的化学环境中长期使用。

碳化硅陶瓷还具有良好的导热性和绝缘性能。

它的导热系数较高,热膨胀系数较低,能够快速传导热量并保持稳定的形状和尺寸。

同时,碳化硅陶瓷是一种优秀的绝缘材料,能够有效地阻止电流的流动,广泛应用于电气绝缘和高压设备。

此外,碳化硅陶瓷还具有良好的化学稳定性和生物相容性。

它不易与其他物质发生反应,可以稳定地用于化学实验、医学器械等领域。

此外,碳化硅陶瓷还具有一定的生物相容性,可以广泛应用于生物医学材料、人工关节等领域。

最近,碳化硅陶瓷在能源领域的应用也引起了广泛关注。

碳化硅陶瓷可以作为太阳能电池的基底材料,可以提高太阳能电池的转化效率和稳定性。

此外,碳化硅陶瓷在电池材料、燃料电池等领域的应用也有很大的潜力。

总之,碳化硅陶瓷作为一种新型的陶瓷材料,具有出色的性能和广泛的应用前景。

随着科技的不断进步和发展,相信碳化硅陶瓷在各个领域的应用将会越来越广泛,为人们的生活和工作带来更多的便利和惊喜。

【精品文章】碳化硅陶瓷的制备及应用简介

【精品文章】碳化硅陶瓷的制备及应用简介

碳化硅陶瓷的制备及应用简介
21世纪随着科学技术的进步,当今社会生产力的发展集中在信息、能源、材料、生物工程等几个方面。

碳化硅材料由于其化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、密度小、耐磨性能好、硬度大、机械强度高、耐化学腐蚀等特点,在材料领域迅速发展起来。

 碳化硅陶瓷起始于20世纪60年代,之前碳化硅主要用于机械磨削材料和耐火材料。

但随着先进陶瓷的发展,人们已经不满足于制备传统碳化硅陶瓷,近几年,各类以碳化硅陶瓷为基的复相陶瓷相继出现,改善了单相材料的各方面性能,使得碳化硅陶瓷得到了更加广泛地应用。

碳化硅陶瓷材料密度低、硬度高、耐高温、热膨胀系数小、耐腐蚀,现普遍用于陶瓷球轴承、阀门、半导体材料、测量仪、航空航天等领域。

 1.碳化硅的性质
 碳化硅是一种人造材料,分子式为SiC,陨石及地壳上偶然存在碳化硅。

碳化硅分子量为40.07,密度为3.16~3.2g/cm3。

SiC具有α和β两种晶型,当温度低于1600℃时,SiC以β-SiC形式存在,当高于1600℃时,β-SiC转变为α-SiC的形式。

碳化硅以共价键为主,共价键约占88%。

晶格的基本结构是互相穿插的SiC4和CSi4四面体。

由于四面体堆积次序的不同形成不同的结构,至今已发现几百种变体,常见的结构如3C-SiC、4H-SiC、6H-SiC等,堆积规律如图所示。

 图1 常见碳化硅多型体的原子排列图[1]
 碳化硅的化学稳定性与其氧化特性有密切关系,碳化硅本身很容易氧化,但它氧化之后形成了一层二氧化硅薄膜,氧化进程逐步被阻碍。

在空。

国际碳化硅陶瓷膜技术标准

国际碳化硅陶瓷膜技术标准

国际碳化硅陶瓷膜技术标准随着科学技术的不断进步和应用,碳化硅陶瓷膜技术作为一种高性能陶瓷膜技术,受到越来越多的关注。

作为一项国际标准技术的制定,将对碳化硅陶瓷膜在全球范围内的推广与应用产生积极的促进作用。

本文将从碳化硅陶瓷膜技术的定义、特点、应用领域以及在国际标准化方面的现状和发展趋势等方面进行探讨,制定一份关于国际碳化硅陶瓷膜技术标准。

一、碳化硅陶瓷膜技术的定义与特点碳化硅陶瓷膜是一种以碳化硅(C-Si)为主要材料的陶瓷膜,具有高硬度、高耐磨性、高温稳定性、化学稳定性、绝缘性良好等特点。

碳化硅陶瓷膜在高温、高压、强腐蚀条件下仍能保持较好的性能,因此在航空航天、电子、化工、医疗器械、能源等领域有着广泛的应用。

二、碳化硅陶瓷膜技术的应用领域1. 电子领域:碳化硅陶瓷膜可作为集成电路芯片的保护层,提高硅芯片的抗静电能力和耐高温性能。

2. 航空航天领域:碳化硅陶瓷膜可用于制造航天器的热控制系统,提高航天器在极端环境下的工作性能。

3. 医疗器械领域:碳化硅陶瓷膜可用于医疗器械的表面涂层,提高器械的耐腐蚀性和生物相容性。

4. 能源领域:碳化硅陶瓷膜可用于制造高温燃烧器、炉具等能源设备的隔热和保护层。

三、国际碳化硅陶瓷膜技术标准的现状当前,国际上对碳化硅陶瓷膜技术的标准化工作尚处于起步阶段。

一些国际标准化组织和行业协会陆续开始了相关标准的制定工作,但目前尚缺乏统一的国际标准用于指导和规范碳化硅陶瓷膜技术的生产、检测和应用。

这不利于碳化硅陶瓷膜技术在全球范围内的推广和应用,也阻碍了其在国际市场的竞争力。

四、国际碳化硅陶瓷膜技术标准的发展趋势随着碳化硅陶瓷膜技术的不断发展和应用,对其标准化工作的需求日益凸显。

未来,国际碳化硅陶瓷膜技术标准的制定将以以下几个方面为重点:1. 对碳化硅陶瓷膜材料的成分、结构、性能进行规范化和统一化。

2. 对碳化硅陶瓷膜的生产工艺、工艺控制以及产品质量标准进行统一规定。

3. 对碳化硅陶瓷膜的检测方法、性能评价指标进行统一规范。

碳化硅的应用和发展前景

碳化硅的应用和发展前景

碳化硅的应用和发展前景碳化硅作为一种高性能陶瓷材料,在各个领域有着广泛的应用和极大的发展前景。

本文将从碳化硅的性质及其应用领域入手,探讨碳化硅的发展前景和潜力。

一、碳化硅的性质及其应用领域1.性质碳化硅是一种硬质、高熔点的陶瓷材料,也是重要的半导体材料之一。

其晶体结构复杂,为六方晶系。

碳化硅的硬度只次于金刚石,在高温下仍然保持良好的机械性能,同时还具有优良的耐腐蚀性和热传导性能。

2.应用领域由于碳化硅的高硬度、高熔点、良好的热传导性能和化学稳定性等特点,使其在多个领域都有着广泛的应用,如下:(1)电子领域:碳化硅具有优秀的电路成型、导电、散热和干扰抑制等特性,是制造电子元器件、半导体材料和LED显示器等的优质材料。

(2)能源领域:碳化硅具有优异的热传导性能和高抗腐蚀性能,是制造高效、节能的太阳能电池和储能电池的重要材料。

(3)机械工程领域:碳化硅具有高硬度、高强度和耐高温等特性,可应用于制造机械配件、航天器零部件和高速列车轨道等。

(4)化工领域:碳化硅具有良好的耐酸碱、耐高温、耐磨损性能,可作为耐腐蚀设备、油气管道和化工反应器等材料。

二、碳化硅的发展前景和潜力随着人类科技和工业的不断发展,对材料的需求也越来越高,碳化硅作为一种高性能材料,具有广阔的应用前景和潜力。

1.发展前景(1)电子领域:随着新一轮高科技产业的兴起,碳化硅在电子领域的应用前景非常广泛。

尤其是在5G、人工智能、大数据等技术的发展下,对于高速传输和处理数据的产品越来越多,同时还要求具有更高的散热能力,这将推动碳化硅在电子领域持续高速发展。

(2)能源领域:碳化硅在太阳能电池、光伏电站、电动汽车等领域有着广泛的应用。

未来水电、风能和核能等新能源的广泛应用,也需要碳化硅作为核心材料来保障。

如研究人员利用碳化硅制造的太阳能电池已经在实验室中实现了41.8%的能量转换效率,这将推动太阳能发电产业的快速发展。

(3)新材料领域:随着材料科学领域不断进步,碳化硅的性能和应用不断被挖掘和发掘,例如利用碳化硅制造超长寿命电子器件、航空发动机等领域的新材料正在快速崛起,这将为碳化硅在更广泛领域中的应用提供坚实的技术保障。

碳化硅材料的性能与应用

碳化硅材料的性能与应用

碳化硅材料的性能与应用随着现代科学技术的发展,新型材料的出现对各行各业的发展起到了不可替代的作用。

在材料科学中,碳化硅材料作为一种重要的陶瓷材料,其在电子、光电、机械等领域中有着重要的应用价值。

本文将介绍碳化硅材料的性能特点,以及在电子、机械、能源等方面的应用。

一、碳化硅材料的性能特点碳化硅材料主要由碳和硅元素组成,具有以下的性能特点:1. 高温稳定性好碳化硅材料熔点高,能够在高温环境中保持稳定性,不易熔化,因此在高温环境中应用广泛。

2. 耐腐蚀性强碳化硅材料不易被酸、碱等化学腐蚀,抗氧化性能强,因此能够在恶劣环境下长期使用。

3. 导热性能优异碳化硅材料具有良好的导热性能,热传导系数高,因此在高温环境下应用广泛。

4. 电特性良好碳化硅材料具有较高的绝缘性能和介电常数,因此可以作为电子元件和电路的材料。

二、碳化硅材料在电子领域的应用碳化硅材料在电子领域中具有很大的应用潜力。

作为一种高温材料,碳化硅可以用于制造高温电子元器件,如功率器件、光电器件等,可用于特种电子设备的研制、高速、低噪声电路、直流电源、高压射线管、真空管和高速饱和开关等。

此外,碳化硅材料还可以应用于半导体领域,制造高功率、高频率的集成电路,如功率MOSFET器件、微波功率晶体管和大面积集成电路等。

在高温环境下,碳化硅材料具有很好的性能,因此可以用于制造高温光学器件、光电子元件等。

三、碳化硅材料在机械领域的应用碳化硅材料在机械领域中也有着广泛的应用。

由于其硬度高、耐磨性能好、抗氧化性能强等特点,因此可以用于制造高硬度、高温、高强度的机械零件,如轴承、轮毂、切削工具、高速陶瓷轴承、高速陶瓷转子以及汽车零件等。

四、碳化硅材料在能源领域的应用碳化硅材料在能源领域中也有着重要的应用价值。

由于其优异的热导性能和高温稳定性能,碳化硅材料可以用于制造高温热交换器、热管、热电模块等,可在节能和新能源开发方面发挥重要作用。

此外,碳化硅材料还可以作为太阳能光伏电池的基底材料,用于提高太阳能电池对光线的吸收,从而提高太阳能电池的转换效率。

碳化硅陶瓷用途

碳化硅陶瓷用途

碳化硅陶瓷用途碳化硅陶瓷是由碳化硅烧结而成的陶瓷材料。

由于其具有许多出色的性能和特点,被广泛应用于各个领域。

以下是碳化硅陶瓷的一些主要用途。

一、机械工程1. 制动系统:碳化硅陶瓷因具有耐磨、抗腐蚀、高温稳定性等优点,被广泛用于汽车、火车等交通工具的制动系统,能够有效降低制动器的磨损和热衰减,提高制动效果。

2. 机械零部件:碳化硅陶瓷具有高硬度、高强度、低摩擦系数等特点,可用于制造高速运转的机械零部件,如轴承、密封件、机械密封环等,能够提高设备的稳定性和耐磨性。

3. 刀具和砂轮:碳化硅陶瓷可用于制造耐磨、耐高温的刀具和砂轮,常用于对硬质材料的切削和磨削,如金属、陶瓷等。

二、电子工程1. 散热器:碳化硅陶瓷具有高导热性能和耐高温性能,可用于制造电子产品的散热器,如电脑、手机等,能够有效提高电子产品的散热效果,防止电子元器件受热过热而损坏。

2. 传感器:碳化硅陶瓷对温度、压力、流量等的敏感性较高,可用于制造各种传感器,如温度传感器、压力传感器、流量传感器等,用于测量和监测各种物理量的变化。

3. 半导体器件:碳化硅陶瓷具有优异的耐高温、高电压和高频响特性,被广泛应用于制造高功率半导体器件,如二极管、晶闸管和功率MOSFET等。

三、化学工程1. 耐腐蚀设备:碳化硅陶瓷具有卓越的耐腐蚀性能,常用于制造化学工程设备,如反应釜、储罐、泵等,能够耐受酸碱等腐蚀性介质的侵蚀。

2. 过滤器:碳化硅陶瓷由于其细小的孔隙和优良的过滤性能,常被用于制造各种过滤器,如水处理过滤器、化学品过滤器等,能够有效去除杂质和污染物。

四、热工工程1. 耐火材料:碳化硅陶瓷因其耐高温性和抗冷热循环性能,常被用作耐火材料,用于各种高温环境中,如高温炉膛、炉窑等。

2. 热电偶:碳化硅陶瓷在高温下的电阻变化与温度有直接的关系,常被用于制造热电偶,用于测量和监测高温环境的温度变化。

3. 热障涂层:碳化硅陶瓷涂层能够提供优异的隔热性能,被用于航空航天等领域的高温隔热目的,能够减小温差和热应力。

碳化硅材料的研究进展与应用

碳化硅材料的研究进展与应用

碳化硅材料的研究进展与应用碳化硅是一种具有高温抗氧化性、高硬度和高强度的陶瓷材料,由于其良好的综合性能,已经成为钢铁、航空、石化等领域的重要材料之一。

在过去的几十年里,碳化硅材料的研究和应用得到了广泛关注,取得了许多进展。

本文将对碳化硅材料的研究进展和应用进行综述,以期进一步推动碳化硅材料的开发和应用。

1.碳化硅材料的物理和化学性质碳化硅是一种由碳和硅元素组成的陶瓷材料。

它具有很高的硬度和强度,并具有极高的耐热性。

此外,碳化硅在高温下不会发生氧化反应,因此被广泛应用于高温环境下的材料制造。

晶体结构方面,碳化硅具有多种晶体结构,包括立方晶系的β-SiC、四方晶系的α-SiC以及六方晶系的SiC。

不同晶体结构的碳化硅材料具有不同的物理和化学性质,因此也有不同的应用领域。

在化学性质方面,碳化硅在高温、高气压、高纯度气氛下可以用作化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)等制备方法的反应介质,从而可以制备出单一、多层或复合结构的薄膜、涂层、绕线、颗粒等各种形式的材料。

2.碳化硅材料的合成方法碳化硅材料的制备方法主要有常压热处理法、反应热处理法、高温热解法、溅射法、化学气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法等。

其中,化学气相沉积法和等离子体增强化学气相沉积法是制备碳化硅材料最常用和最有效的方法之一。

这两种方法可以制备出高品质的碳化硅薄膜、涂层、纤维和颗粒等多种形式的碳化硅材料。

3.碳化硅材料的应用领域碳化硅材料由于其优异的物理和化学性质,在航空、石油化工、能源、电子、新材料、医疗等多个领域中应用得到了广泛关注。

在航空领域中,碳化硅材料被广泛应用于制造喷气发动机等航空发动机部件,如叶片、涡轮等,以及导弹、卫星等航空器件中。

在石油化工领域中,碳化硅材料被广泛应用于油气开采、石油加工和化工设备制造等方面。

其中,碳化硅陶瓷的高温抗蚀性和高硬度等优良性能,使其成为一种理想的耐磨损材料,并广泛应用于各种设备和管道中,有效地提高了生产效率和设备使用寿命。

碳化硅陶瓷的发展与应用

碳化硅陶瓷的发展与应用

碳化硅功率器件应用前景
4H-SiC和6H-SiC的施主激活能都比硅的要高,因 而,4H-SiC和6H-SiC增强施主的离化比硅在更高的温 度下发生,于是其特性不灵敏于温度,它的高温工作 和低的导通电阻Ron,令功率开关转换器、逆变器开关 损耗显著减小。
碳化硅功率器件应用前景
目前的碳化硅技术还处于不断开发进取 过程中,用碳化硅制作的高压功率肖特基二 极管最为成熟,制作其它功率器件,比如功 率开关晶体管等还处于研发过程中
碳化硅结构
碳化硅晶体和金刚石一样,是 原子晶体,空间网状结构,一个C与 四个Si一形成正四面体结构,一个晶 胞内有4个碳原子和4个Si原子。 虽然SiC的四面体键很强,但层 错形成能量却很低,这一特点决定 了SiC的多型体现象,已经发现SiC 具有250多种多型体,每种多型体的 C/Si双原子层的堆垛次序不同。最 常见的多型体为立方密排和六角密 排
(1)磨料 由于其超硬性能,可制备成各种磨削用的砂轮、砂布、砂 纸以及各类磨料,广泛应用于机械加工行业。 (2)耐火材料 由于其耐火性性能,可制作成重结晶碳化硅制品、燃气轮机构件、 喷嘴等。 (3)脱氧剂 炼钢时通常要使用硅铁脱氧,近代发展了用碳化硅代替硅铁作脱氧 剂,炼出的钢质量更好、更经济。因为用碳化硅脱氧时,成渣少而 且很快,有效地减少了渣中某些有用元素的含量,炼钢时间短而成 分更好控制。 (4)军事方面 用碳化硅陶瓷与其他材料一起组成的燃烧室及喷嘴,已应用于火箭 技术中。碳化硅基复合材料制备的阿丽亚娜火箭尾喷管已成功应用。 碳化硅密度居中,比Al2O3轻20%,硬度和弹性模量较高,价格比B4C 低得多,还可用于装甲车辆和飞机机腹及防弹防刺衣等。
5、合成法中固相法原料便宜、质量稳定、易实现 工业化生产是它的主要优点,目前仍然是一种占主要地 位的生产方法,其中用Acheson法制备的碳化硅年产量 在百万吨以上,国内每年的产量近30万吨。

碳化硅陶瓷的制备及应用

碳化硅陶瓷的制备及应用

碳化硅陶瓷的制备及应用碳化硅陶瓷是一种由碳和硅元素组成的陶瓷材料,具有高硬度、高耐温、高抗腐蚀性和高导热性等优异性能。

它广泛应用于多个领域,包括机械、电子、航空航天等。

碳化硅陶瓷的制备方法有多种,常见的包括热压烧结法和化学气相沉积法。

热压烧结法是将硅粉和碳粉混合后,在高压和高温条件下进行压制和烧结。

首先,在高温下将碳粉转化为石墨,然后通过烧结作用,使碳粉与硅粉结合成碳化硅陶瓷。

这种方法制备出的陶瓷密度高、尺寸稳定、性能均匀。

但是,这种方法的制备成本较高,生产周期较长。

化学气相沉积法是以硅氢化物和有机气体作为原料,通过热解分解反应生成碳化硅薄膜。

这种方法制备的碳化硅材料具有高纯度、均匀性好的特点,而且可以控制薄膜的厚度和形状。

这种方法的优点是成本较低,生产周期较短,适合大规模生产。

碳化硅陶瓷具有许多优异的性能,使其在各个领域都有广泛的应用。

在机械领域,碳化硅陶瓷常用于制造高速切削刀具、轴承和密封件等。

由于碳化硅陶瓷具有高硬度和高强度,能够承受高温和高速条件下的切削和磨损,因此适用于加工硬质材料,如陶瓷、合金和复合材料。

在电子领域,碳化硅陶瓷被广泛应用于半导体设备、电子元器件和电子封装等。

其高导热性能和优良的绝缘性能,使其成为散热材料和电子封装材料的重要选择。

此外,碳化硅陶瓷还可以用于制造硅片基座和高温电子组件。

在航空航天领域,碳化硅陶瓷具有耐高温、抗氧化和抗热冲击等特点,因此被广泛应用于航空航天器的热防护和结构材料。

其高硬度和抗腐蚀性能,使其适合制造高速飞行器的燃烧室和喷嘴。

另外,碳化硅陶瓷还常用于石油化工、化学工业和医疗器械等领域。

在石油化工领域,碳化硅陶瓷常用于制造泵体和阀门等耐腐蚀设备。

在化学工业中,碳化硅陶瓷可以作为催化剂载体和反应器材料。

在医疗器械方面,碳化硅陶瓷被用作人工关节和牙科材料,因为其生物相容性好、耐磨性强。

总之,碳化硅陶瓷具有多种优异的性能和广泛的应用领域。

随着技术的不断进步,碳化硅陶瓷将在更多领域展现其巨大的潜力。

碳化硅陶瓷技术参数__碳化硅陶瓷发展趋势

碳化硅陶瓷技术参数__碳化硅陶瓷发展趋势

碳化硅陶瓷技术参数__碳化硅陶瓷发展趋势就国内情况来说,碳化硅陶瓷的发展趋势越来越好。

碳化硅的硬度相当高,仅次于几种超硬材料,高于刚玉而名列普通磨料前茅,其高温强度可一直维持到1600℃,是陶瓷材料中高温强度好的材料。

抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中好的。

反应烧结碳化硅陶瓷是一种工艺品,由细颗粒α-SiC和添加剂压制成素坯,在高温下与液态硅接触,坯体中的碳与渗入的Si反应,生成β-SiC,并与α-SiC相结合,游离硅填充了气孔,从而得到高致密性的陶瓷材料。

首先,我们先来了解碳化硅陶瓷的应用吧。

【碳化硅陶瓷产品应用】SiC陶瓷在石油、化工、微电子、汽车、航天、航空、造纸、激光、矿业及原子能等工业领域获得了广泛的应用。

热压烧结、无压烧结、热等静压烧结的材料,其高温强度可一直维持到1600℃,是陶瓷材料中高温强度好的材料。

抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中好的。

碳化硅的硬度相当高,仅次于几种超硬材料,高于刚玉而名列普通磨料前茅,按莫氏刻痕硬度为9.2,克氏显微硬度为2200~800kg/mm2(负荷100g)。

碳化硅的热态硬度虽然随着温度的升高而下降,但仍比刚玉的硬度大很多。

绿色碳化硅和黑色碳化硅的硬度,不论在常温或是在高温下都基本相同,没有发现本质上的差别;一种含铈的碳化硅,其硬度则略高于一般碳化硅。

【碳化硅陶瓷技术参数】高使用温度:≤1380℃密度:≥3.02g/cm3气隙率:<0.1抗弯强度:250(20℃)Mpa280(1200℃)Mpa弹性模量:330(20℃)Gpa300(1200℃)Gpa热传导系数:45(1200℃)W/m.k热膨胀系数: 4.5K-1×10-6莫氏硬度:9.6【碳化硅陶瓷发展趋势】趋势一、整合。

1、行业内部企业数量众多,低水平重复建设严重。

2、碳化硅陶瓷微粉需提高技术,增加节能环保,进行整合。

3、结构行业整合也将成为趋势。

趋势二、整包服务。

整体承包模式有助于进一步降低成本,保障生产的连续性、稳定性。

2024年CVD碳化硅市场发展现状

2024年CVD碳化硅市场发展现状

2024年CVD碳化硅市场发展现状1. 概述化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,简称CVD)碳化硅(Silicon Carbide,简称SiC)是一种广泛用于高温、高功率和高频电子器件制造的陶瓷材料。

本文旨在介绍CVD碳化硅市场的发展现状,包括市场规模、市场趋势和未来发展潜力。

2. 市场规模据市场研究公司的数据显示,CVD碳化硅市场规模在过去几年持续增长。

这主要得益于电子行业对高性能和高可靠性材料的需求增加。

CVD碳化硅具有优异的热导率、耐高温性和较低的电阻率等特性,使其成为制造高功率和高频电子器件的理想选择。

3. 市场趋势3.1 扩大应用领域CVD碳化硅的应用领域正在不断扩大。

除了传统的半导体行业,CVD碳化硅还被广泛应用于光伏、汽车电子、通信设备等领域。

尤其在新能源产业的快速发展推动下,高功率电子器件市场对CVD碳化硅的需求持续增加。

3.2 技术进步与创新CVD碳化硅的生产工艺和设备不断改进和创新,以提高生产效率和降低成本。

新的CVD碳化硅薄膜合成方法和设备的研发,使得该材料的生产更加可靠和经济。

随着技术的进步,CVD碳化硅市场将进一步扩大。

3.3 国际市场竞争加剧CVD碳化硅市场的竞争日益激烈。

目前,全球范围内有多家大型电子材料公司参与CVD碳化硅市场竞争,如Skyworks Solutions、Cree Inc.等。

这些公司不断投入研发资金,提高产品性能,并不断拓展应用领域,以获得市场份额。

4. 未来发展潜力CVD碳化硅市场具有广阔的发展前景。

随着新能源产业的快速发展和高功率电子器件的需求增加,CVD碳化硅的市场需求将进一步提升。

此外,随着技术的不断进步,CVD碳化硅的生产成本将会降低,使其更具竞争力。

预计在未来几年,CVD碳化硅市场将保持稳定增长。

结论CVD碳化硅市场在过去几年取得了显著的发展,并且具有较大的发展潜力。

市场规模不断扩大,应用领域不断拓展,技术进步和创新也推动着市场的发展。

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碳化硅陶瓷的发展与应用1073112 王苗摘要:碳化硅陶瓷以其优异的抗热震、耐高温、抗氧化和耐化学腐蚀等特性而广泛地应用于石油、化学、汽车、机械和宇航等工业领域中,并日益引起人们的重视。

本文对各种SiC 陶瓷的制备方法、性能特点及其应用现状进行了综合评述。

关键词:碳化硅陶瓷发展与应用Abstract: Silicon carbide ceramics have been widely used in petroleum, chemical, automotive,mechanical and aerospace industries because of their excellent resistance to thermal shock, high temperatures, oxidation and chemical corrosion. In this paper, the fabricating methods, mechanical properties and current applications of various SiC ceramics are revicwed.Key Words: SiC Ceramics Development and Application1 前言现代国防、核能和空间技术以及汽车工业、海洋工程的迅速发展, 对火箭燃烧室内衬、飞机涡轮发动机叶片、核反应堆结构部件、高速气动轴承和机械密封零件等材料的要求愈来愈高, 迫切需要开发各种新型高性能结构材料。

碳化硅陶瓷具有高温强度大、抗氧化性强、耐磨损性好、热稳定性佳、热膨胀系数小、热导率大、硬度高以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性, 因此, 已经在许多领域大显身手, 并日益受到人们的重视。

例如, SiC陶瓷在石油化学工业中已被广泛地用作各种耐腐蚀用容器及管道在机械工业中已被成功地用作各种轴承、切削刀具和机械密封部件在宇航和汽车工业中也被认为是未来制造燃气轮机、火箭喷嘴和发动机部件的最有希望的候选材料。

本文首先对SiC 的基本性质及SiC粉末的合成方法进行了简单介绍, 接着重点综述了SiC陶瓷的性能特点, 最后对SiC陶瓷的应用现状与未来发展进行了概括和分析。

2 碳化硅的基本特性2.1、化学属性抗化合性:碳化硅材料在氧气中反应温度达到1300℃时,在其碳化硅晶体表层已经生成二氧化硅保护层。

随着保护层的加厚,抵制了里面碳化硅继续被化合,这使碳化硅有较好的抗化合性。

当气温达到1900K(1627℃)以上时,二氧化硅保护膜已经被破坏,碳化硅化合效应加重,从而1900K是碳化硅在氧化剂氛围下的最高工作气温。

耐酸碱性:在耐酸、碱及化合物的效用方面,因为二氧化硅保护膜的效用,碳化硅的抗酸能力非常非常强,抗碱性稍差。

2.2、物理性能密度:各样碳化硅晶形的颗粒密度十分相近,通常情况下,应该是3.20 g/ m m³,其碳化硅磨料的堆砌密度在1.2--1.6 g/ m m³之间,其高矮取决于其粒度号、粒度合成和颗粒形状的大小。

硬度:碳化硅的硬度为:莫氏9.5级。

单晶硅的硬度为:莫氏7级。

多晶硅的硬度为:莫氏7级。

都是硬度相对较高的物料。

努普硬度为2670—2815公斤/毫米,在磨料中高于刚玉而仅次于金刚石、立方氮化硼和碳化硼。

导热率:碳化硅制品的导热率非常高,热膨胀参数小,抗热震性非常高,是优质的耐火材料。

2.3、电学属性恒温下工业碳化硅是一种半导体,属杂质导电性。

高纯度碳化硅随着气温的升高内阻率降低,含杂质碳化硅按照其含杂质不一样,导电性能也不一样。

2.4、其它属性亲水性好。

众所周知, SiC是共价键很强的化合物。

按照Pauling对电负性的计算, SiC 中Si一C 键的离子性仅12%左右。

因此,SiC 的硬度高、弹性模量大, 具有优良的耐磨损性能。

值得指出的是, SiC氧化时, 表面形成的二氧化硅层会抑制氧的进一步扩散, 因而, 其氧化速率并不高。

在电性能方面, SiC具有半导体特性, 少量杂质的引入会使其表现出良好的导电性:此外,SiC 还具有优良的导热性。

3碳化硅粉末的合成方法SiC是在陨石中发现的,在地球上几乎不存在,因此,工业上应用的SiC粉末都是人工合成的。

目前,合成SiC粉末的方法主要有【1】:Acheson法、直接化合法、热分解法和气相反应法等。

3.1Acheson法Acheson法是工业采用最多的合成方法。

α-SiC粉末的方法,即用电加热的方法将石英砂和焦炭的混合物加热到2500℃左右的高温使其发生反应:SiO2 (s) + 3C(s) →α-SiC(s)+ 2CO(g) (1)在工业生产中, 用于合成的石英砂和焦炭通常含有Al和Fe等金属杂质, 因此, 所得到的SiC一般都固溶有少量的杂质。

其中, 杂质含量少的呈绿色,被称为绿色碳化硅;杂质含量多的呈黑色, 被称为黑色碳化硅。

3.2直接化合法在一定的温度下, 使高纯的硅与碳黑直接发生反应, 由此可合成出高纯度的硅β-SiC 粉末Si(s) +C(s)→β-SiC(s) (2)3.3热分解法使聚碳硅烷或三氯甲基硅烷等有机硅聚合物在1200℃一1500℃的温度范围内发生分解反应, 由此可合成出亚微米级的β-SiC粉末。

3.4气相反应法使SiCl4和SiH4 等含硅的气体以及CH4、C7H8和CCl4等含碳的气体或者使CH3SiCl3、(CH3)2SiCI2和Si(CH3)4等同时含有硅和碳的气体在高温下发生反应,由此可合成出纳米级的β-SiC 超细粉。

其中,几个有代表性的合成反应为:7SiCl4(g) +C7H8(g) + 10H2(g)→7β-SiC(s) +28HCL(g) (3)SiH4(g) +CH4(g)→β-SiC(s) +4H2(g) (4)CH3SiCl3(g)→β-SiC(s) +3HCl(g) (5)4碳化硅陶瓷的烧结工艺前已提及,SiC是强共价键结合的化合物。

因而,烧结时的扩散速率相当低。

据J. D. Hon 等人【2】的研究结果,即使在2100℃的高温下,C和Si的自扩散系数也很小,所以,SiC 很难烧结,必须借助添加剂或外部压力或渗硅反应才能实现致密化。

目前,制备高密度SiC 陶瓷的方法主要有无压烧结、热压烧结、热等静压烧结和反应烧结等。

通过无压烧结工艺可以制备出复杂形状和大尺寸的SiC部件,因此,被认为是SiC陶瓷的最有的前途的烧结方法。

采用热压烧结工艺只能制备简单形状的SiC部件,而且一次热烧结过程所制备的产品数量很小,因而,不利于商业化生产。

尽管热等静压工艺可以获得复杂形状的SiC制品,但必须对素坯进行包封,所以,也很难实现工业化生产。

通过反应烧结工艺可以制备出复杂形状的SiC部件,而且其烧结温度较低,但是,反应烧结SiC陶瓷的高温性能较差。

表1给出了无压烧结、热压烧结、热等静压烧结和反应烧结中SiC陶瓷的某些性能。

显然,SiC陶瓷的性能因烧结法的不同而不同。

一般来说,无压烧结SiC陶瓷的综合性能优于反应烧结的SiC,但逊色于热压烧结和热等静压烧结的SiC。

表1 SiC陶瓷的烧结方法及性能比较5各种碳化硅陶瓷的性能特点图1表示了几种SiC陶瓷的抗氧化性能。

可以看出:SiC的抗氧化能力除了与氧化温度和氧化时间有关外。

还受烧结添加剂的影响。

例如,1280℃空气中氧化100小时后, 添加B4C+C的热压烧结的SiC陶瓷的重量仅增加1.06mg/cm², 而添加Al2O3的热压烧结SiC陶瓷的重量增加达到1.82mg/cm²。

其原因是:烧结时, Al2O3会与SiC颗粒表面的SiO2发生反应,生成铝硅酸盐液相并存在于晶界。

这样, 在氧化过程中,液相会加速氧的扩散, 从而促使氧化进一步加剧。

图2对各种SiC陶瓷的耐高温性能进行了比较。

可以看出当温度低于900℃时, 几乎所有SiC陶瓷的强度均有所提高。

这主要归功于测试过程中氧化所引起的表面裂纹的愈合。

对于反应烧结SiC陶瓷,由于烧结体中含有一定量的游离硅, 当温度超过1400℃时, 其抗弯强度急剧下降。

对于无压烧结、热压烧结和热等静压烧结的SiC陶瓷, 其耐高温性主要受添加剂种类的影响。

当以B4C+C、B+C或AlN+C为烧结添加剂时, 其抗弯强度直到1400℃时基本上保持不变;当以Al2O3或Al作添加剂时, 其抗弯强度随着温度的进一步升高而降低。

图1几种SiC陶瓷的抗氧化性能1上海硅酸盐研究所添加Al2O3的热等静压烧结SiC;2上海硅酸盐研究所添加Al2O3的热压烧结SiC;3上海硅酸盐研究所添加B4C+C的热压烧结SiC;4日本特殊陶业反应烧结SiC;5日本特殊陶业无压烧结SiC图2 各种工艺制备的SiC陶瓷之抗弯强度与温度的关系1 美国Norton公司热压烧结NC一203(添加Al2O3);2 上海硅酸盐研究所热压烧结SiC(掺Al2O3);3 德国热压烧结SiC (掺Al);4 上海硅酸盐研究所热等静压烧结SiC(掺Al2O3);5 日本特殊陶业无压烧结EC -422;6 上海硅酸盐研究所热压烧结SiC (掺B4C+C);7 日本特殊陶业反应烧结ECO-414;8 英国反应烧结Refel-SiC;9 美国GE公司无压烧结β-SiC (掺B+C);10 德国无压烧结SiC (掺AlN十C);11 日本特殊陶业无压烧结EC-425;12 德国无压烧结SiC(掺B+C)6碳化硅陶瓷的应用现状近年来, 随着SiC陶瓷制造技术的不断改进, 其性能不断提高, 应用范围也越来越广。

目前, SiC陶瓷已在石油、化工、机械、微电子、汽车、航空航天、钢铁、造纸、激光、核能及加工等工业领域获得大量应用(见表2), 并日益展示出其它结构陶瓷所无法比拟的优点。

表2SiC陶瓷的用途汇总众所周知, 发动机的效率随工作温度的提高而增加。

据计算, 发动机的工作温度由1100℃提高到1370℃时, 其热效率可增加30%。

为了提高发动机的热效率, 充分利用能源, 降低燃料消耗, 减少大气污染, 希望发动机的工作温度高于1200℃。

SiC陶瓷具有很好的耐高温性、较低的热膨胀系数、较高的导热系数和较好的抗热冲击性, 被认为是使用温度超过1200℃的最有前途的候选材料。

美国和德国分别采用无压烧结与反应烧结SiC陶瓷来制造发动机的定子、转子、燃烧器及涡形管, 均取得良好的结果。

此外, 为开发原子能和核聚变能等新的能源, 需要可承受2000℃左右高温的耐热材料。

目前, 这也只能依靠对SiC陶瓷的利用。

我们知道, 机械密封是通过两个密封端面材料的旋转滑动而进行的, 所以, 作为密封端面材料, 首先要求硬度高, 具有耐磨损性。

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